低溫對锂電池的性能有哪些影響？

TIME: 2019-09-03 锂電池百科

在所有的環境因素中，溫度對電池的充放電性能影響最大，锂電池在電極/電解液界面上的電化學反應與環境溫度有關，電極/電解液界面被視爲電池的心髒。低溫下，電解液的粘度降低。導電性下降，活性物質的活性也會降低。會使電解液的濃度差變大，極化增強，使充電提前終止。更重要的是，锂離子在碳負極的擴散速度會更慢。容易有锂的析出。溫度下降，電極的反應速率也下降。假設電池電壓保持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會下降。

低温对磷酸鐵锂電池的影响

目前，磷酸鐵锂電池是应用在电动汽车上最多的电池，这种电池安全性高，单体寿命较长，但磷酸铁锂有一个致命的缺点，磷酸鐵锂電池的低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如，磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易产生极化，从而降低电池容量；受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂，如果充电后搁置时间不足而投入使用，金属锂无法全部再次嵌入石墨内部，部分金属锂持续存在负极的表面，极有可能形成锂枝晶，影响电池安全；低温下，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂的生产工艺中，粘接剂也是一个非常关键的因素，低温对粘接剂的性能也会产生较大影响。

低温对钛酸锂電池的影响

同样是锂電池，钛酸锂電池的低温性能则比较优异。尖晶石结构的钛酸锂负极材料嵌锂电位约1.5V，不会形成锂枝晶，在充放电过程中体积应变小于 1%。纳米化的钛酸锂電池可大电流充放电，实现了低温快充的同时又保障了电池的耐久性和安全性。比如，主打钛酸锂電池的银隆新能源，其产品具备在-50-60℃的正常充放电能力。钛酸锂電池有着材料上的优势，它在低温下仍然可以实现快充，这种任性，其他材料电池很难学来。

预加热提高锂電池的低温性能

面对低温下锂電池使用受限的局面，技术人员找到的应对策略是充电预热，虽然是权宜之计，但对提高锂電池的低温性能有着明显的效果。

低温环境下对锂電池充电或使用前，必须对电池进行预加热。电动汽车车载的电池管理系统(BMS)对电池加热的方式大体可分外部加热与内部加热两大类。外部加热方式有空气加热、液体加热、相变材料加热，以及热阻加热器或者热泵加热。这些加热方式一般位于电池包中，或者设置在热循环介质的容器中。内部加热法加热电池，则是通过交流电流激励电池内部电化学物质，使电池本身产生热量。

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