锂离子电池负极材料的低温特性介绍
来源：宝鄂实业
2019-05-20 16:21
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相对于正极材料而言，锂离子电池负极材料的低温恶化现象更为严重，主要有以下 3 个原因：
低温大倍率充放电时电池极化严重，负极表面金属锂大量沉积，且金属锂与电解液的反应产物一般不具有导电性；
从热力学角度，电解液中含有大 量 C–O、C–N 等极性基团，能与负极材料反应，所 形成的 SEI 膜更易受低温影响；
碳负极在低温下嵌锂困难，存在充放电不对称性。
低温电解液的研究
电解液在锂离子电池中承担着传递 Li+ 的作用， 其离子电导率和 SEI 成膜性能对电池低温性能影响 显著。判断低温用电解液优劣，有3个主要指标： 离子电导率、电化学窗口和电极反应活性。而这3个指标的水平，在很大程度上取决于其组成材料： 溶剂、电解质(锂盐)、添加剂。因此，电解液的各部分低温性能的研究，对理解和改善电池的低温性 能，具有重要的意义。
EC 基电解液低温特性相比链状碳酸酯而言，环状碳酸酯结构紧密、作用力大，具有较高的熔点和黏度。但是、环状结构带来的大的极性， 使其往往具有很大的介电常数。EC 溶剂的大介电常数、高离子导电率、绝佳成膜性能， 有效防止溶剂分子共插入，使其具有不可或缺的地位，所以，常用低温电解液体系大都以 EC 为基， 再混合低熔点的小分子溶剂。
锂盐是电解液的重要组成。锂盐在电解液中不 仅能够提高溶液的离子电导率，还能降低 Li+ 在溶液中的扩散距离。一般而言，溶液中的Li+浓度越大，其离子电导率也越大。但电解液中的锂离子浓度与锂盐的浓度并非呈线性相关，而是呈抛物线状。这是因为，溶剂中锂离子浓度取决于锂盐在溶剂中的离解作用和缔合作用的强弱。
