对锂电池进行高温性能的测试，并与其常温测试数据相比较
来源：宝鄂实业
2019-05-09 17:44
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随着电动汽车产业的快速发展，动力电池成为一个重要的元素。磷酸铁锂电池的产业地位因此可分为两个层面的问题：一是锂电池在电池业中的地位，二是磷酸铁锂电池在锂电池中的地位。
在第一个层面上，目前用作动力电池的有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。铅酸电池被严格限制使用，因其污染大，目前仅被限制在小型电动自行车领域;镍氢电池工艺成熟，购置和使用成本低，但自放电率大，比能量小，只能作为过渡性电池;只有锂离子电池能够综合匹配电动汽车，它具有循环寿命长、自放电率小的特点。
在第二个层面上，各种磷酸铁锂电池的区别表现在价格和安全性上，而安全性是一种性能表现，是根本决定不同流派动力锂电池地位的因素。从正极材料来看，锂离子电池可分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂四类。钴酸锂电池工业化程度最高，技术最成熟，但由于安全性的考虑，主要用于手机、数码产品等小型电池领域。在剩下来的三种锂电池中，磷酸铁锂电池以其成本和循环寿命的优势而被业界看好，成为中国动力锂电池的发展方向。
在我国，磷酸铁锂电池及其材料的产业化发展与国际基本同步，放眼前途，其应用领域或将由电动汽车、电动自行车、电动工具领域渗透进风电、太阳能发电装置、医疗器械、矿灯等领域。若根据10%~20%的年增长率计算，光是现有四大应用领域(电动汽车、电动自行车、电动代步车、电动工具)，动力锂电池就将在未来5年拥有150亿元的市场规模。如果全部采用磷酸铁锂电池作驱动的话，届时，磷酸铁锂正极材料将达到45亿元的市场规模。
我国磷酸铁锂虽然站在了国际起跑线上，但我们这个同步是“跟风而起”的，因而低端制造较为发达，而高端创新欠缺，这一方面使得中国产品成本较低，但同时也使自己在这一方面处于产业化临界点之下，尤其是专利上仍受极大困扰。
锂离子电池越来越广泛地应用到人们的生产生活当中，这使得它的温度环境成为关注的要点，相对来说，锂电池更容易在高温环境下产生安全问题，因此，必须对锂电池进行高温性能的测试，并与其常温测试数据相比较。
测试条件：选择两只比亚迪生产的950mAh063450方型锂电池，分别在25℃(常温)和60℃(高温)下进行。
充放电制度设计：适用恒流恒压充电和恒流放电制度。充电终止电压为4.2V，放电终止电压为3.0V。首先以1C即950mA充电至4.2V，再以4.2V恒压充电直至电流达到20mA;然后以950mA恒流放电至3.0V，如此循环充放电300次。
这里截取三个节点：即第50次、150次、300次充放电循环。
一、在前50次循环过程中：
1、25℃下的表现：容量衰减过程略有起伏，但并非线性，50次后的放电容量保持在96.6%;
2、60℃下的表现：容量衰减过程接近于线性，50次后的放电容量保持在95.5%。
这说明，在50次以内较少的循环时，高温循环稳定性略差于常温循环稳定性。但这里有一个很重要的现象，即锂电池在高温条件下放出的电量高于电池的额定容量，这里的原因在于，高温时电解质的黏度降低，从而加快了锂离子的迁移速度，这时，不但放电容量高于额定容量，而且充入的电量更高。
二、在前150次循环过程中：
1、60℃下放出的容量每次都大于25℃时放出的容量;
2、60℃下初始容量为1020mAh，高于额定容量，25℃下初始容量为930mAh ，但60℃时容量衰减较快。
三、300次循环后的状态：这时，常温状态下的指标全面优化，在保持较慢的容量衰减速度时，其容量可以保持在800 mAh，而60℃时只有730 mAh。此时，60℃下的充放电电压平台越来越低，而常温下几乎不变。
上述容量衰减的表现还可以从锂电池充电在不同温度下的电量补充情况进行佐证：在25℃下经过300次循环后，其恒流充电和恒压充电的比例变化不大，但在60℃时，恒流充电所获得的电量补充逐渐减少，而恒压阶段获得的电量显著增加。这是由于电池极化现象引起的。
从本质上来说，锂电池容量衰退都有电池极化的影响，即锂离子扩散速度跟不上电子的转移速度使得电池正极容纳的锂离子越来越少。在60℃的高温下，这种极化过程很大程度地加剧，这也是导致锂电池容量衰减的根本原因
