造成锂离子电池低温性能差的主要因素是什么？
来源：宝鄂实业
2019-10-17 21:44
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锂离子电池具有比能量和功率密度高、循环寿命长、环境友好等优点，在消费电子、电动汽车和储能领域得到了广泛的应用。作为新能源汽车的动力源，锂离子电池在实际应用中还存在许多问题，如低温下能量密度明显降低，对循环寿命产生相应影响，这也严重限制了锂离子电池的使用规模。
从正负极材料和电解液看锂电池低温性能的改善
目前，研究人员对造成锂离子电池低温性能差的主要因素仍存在争议，但原因如下：
低温下，电解液粘度增大，电导率降低。
2.电解质/电极边界膜阻抗和电荷转移阻抗增加。
三。锂离子在活性物质中的迁移率降低，导致电极极化增强，低温充放电容量降低。
另外，在低温充电过程中，特别是在低温、高速充电时，锂金属在负极会发生沉淀和沉积。沉积的锂金属易与电解液发生不可逆反应，消耗大量电解液。同时，sei膜的厚度进一步增加，导致电池负膜表面阻抗进一步增大，电池极化增强，将对电池的低温造成极大的损害。能源、循环寿命和安全性能。
一、正极材料
正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一，其性能直接影响电池的各项指标，而材料的结构对锂离子电池的低温性能有着重要的影响。
二。电解质
电解液作为锂离子电池的重要组成部分，不仅决定着锂离子在液相中的迁移率，而且参与了sei膜的形成，对sei膜的性能起着关键作用。低温下，电解液粘度增大，电导率降低，sei膜阻抗增大，电解液与正负极材料的相容性变差，大大降低了电池的能量密度和循环性能。
目前，提高电解液低温性能的方法有两种：
（1）通过优化溶剂组成，采用新型电解质盐，提高了电解液的低温电导率。
（2）采用新的添加剂改善sei薄膜的性能，有利于li+在低温下的导电。
三、负面材料
锂离子在碳负极材料中扩散动力学差是限制锂离子电池低温性能的主要原因。因此，在充电过程中，阳极的电化学极化明显增强，容易导致锂金属在阳极表面沉淀。
结论
总之，锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池应用的关键因素。如何提高锂离子电池的低温性能仍是当前研究的热点和难点。
电池体系的反应过程主要包括4个步骤：锂离子在电解液中的传输、通过电解液/电极边界膜、电荷转移和锂离子在活性物质中的扩散。在低温下，每一步的速率降低，导致每一步的阻抗增大，电极极化加剧，低温下放电容量降低，负电极析锂。
为了提高锂电池的低温性能，应综合考虑正极、负极、电解液等因素的影响。通过优化电解液溶剂、添加剂和锂盐的组成，可以提高电解液的电导率，同时降低成膜阻抗。通过掺杂、包覆、小颗粒化等方法对正负材料进行改性，优化材料结构，降低界面阻抗和活性物质中的li+。物质的扩散阻抗。通过对电池系统的整体优化，降低了锂电池在低温下的极化，进一步提高了电池的低温性能。
