低温冷冻对电池容量和内阻会造成负面影响吗？

作者选用了两款电池进行实验，分别是Dow Kokam (DK)生产的5 Ah NCM体系电池和Panasonic (PAN)生产的3 Ah NCA体系电池。两种电池分别分成两组：一组为对照组，记为DK01和PAN01，未经低温冷冻处理；一组为实验组，记为DK02和PAN02，进行低温冷冻处理。具体低温冷冻过程作者在参考文献1中有过详细描述，简而言之就是将将电池浸入液氮冷冻5 min，以保证电池彻底冷冻。为了对比低温冷冻对电池容量和内阻的影响，对照组和实验组电池均在室温25 ℃条件下进行循环容量测试和HPPC测试。DK 5 Ah NCM电池的循环电压区间为2.7-4.2 V，放电电流为4 C (20 A)，充电电流为1 C (5 A)。如图1所示，由于循环150周电池表面温度均低于60 ℃的安全温度，后续循环放电电流提高了5 C，充电电流提高到了2 C。PAN 3 Ah NCA电池的循环电压区间为2.5-4.2 V，放电电流为1 C (3 A)，充电电流为0.5 C (1.5 A)。同样，由于循环90周电池表面温度均低于50 ℃的安全温度，后续循环放电电流提高了2 C，充电电流还是维持0.5 C。(注：以上充放电电流均在电池供应商提供的充电策略范围内。)

 

 

对于DK 5 Ah NCM体系电池，在循环前600周DK01 (实验组)和DK02 (对照组)容量几乎没有差异，但在600周后二者的容量出现分化，DK02 (对照组)容量衰减明显比DK01 (实验组)要快。在图2b所示，对于PAN 5 Ah NCA体系电池，在循环900周内PAN01 (实验组)和PAN02 (对照组)容量都几乎保持一致。作者还利用t检验对以上测试结果进行了考核，如表1和表2所示，所有t检验值均大于0.05，由此表明以上结果并非是由统计误差所导致的。因此，无论是NCM体系电池还是NCA体系电池，低温冷冻不会对电池的容量产生恶化影响。(注意：对于DK 3 Ah NCM电池低温冷冻后容量在600周后反倒有所提高的现象作者在文中没有解释！)

 

对于DK 5 Ah NCM电池，循环前600周DK01 (实验组)和DK02 (对照组)内阻几乎没有差异；但在600周后二者的内阻出现分化，DK02 (对照组)内阻明显比DK01 (实验组)略高。对于PAN 3 Ah NCA电池，低温冷冻与否电池的内阻几乎都保持一致。以上内阻结果也显示低温冷冻不会对电池性能产生显著影响。