磷酸鐵鋰離子電池低溫性能怎么樣?

鋰離子電池在低溫環(huán)境下使用受到限制，除了因為放電容量會嚴重衰退外，低溫下也不能對鋰離子電池進行充電。在低溫充電時，電池石墨電極上的鋰離子的嵌入和鍍鋰反應(yīng)是同時存在的且相互競爭。低溫條件下鋰離子在石墨中的擴散被抑制，電解液的導電率下降，從而導致嵌入速率降低而在石墨表面上會使鍍鋰反應(yīng)更容易出現(xiàn)。

研究表明，一塊容量為3500mAh的電池，假如在-10℃的環(huán)境中工作，經(jīng)過不到100次的充放電循環(huán)，電量將急劇衰減至500mAh，基本就報廢了。也就是說，在-10℃的工作環(huán)境中，假如一輛電動汽車每天充放電一次，那么三個月后電池就得報廢換新的了。

⒈正極結(jié)構(gòu)

正極材料的三維結(jié)構(gòu)制約著磷酸鐵鋰離子電池的擴散速率，低溫下影響尤其明顯。不同正極材料具有不同的三維結(jié)構(gòu)，目前用作電動汽車動力鋰電池的正極材料重要是磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元材料和錳酸鋰。磷酸鐵鋰離子電池在-20℃的放電容量只能達到常溫容量的67.38%，而鎳鈷錳三元電池能夠達到70.1%。

⒉高熔點溶劑

由于電解液混合溶劑中存在高熔點溶劑，鋰離子電池電解液在低溫環(huán)境下黏度增大，當溫度過低時會發(fā)生電解液凝固現(xiàn)象，導致鋰離子在電解液中傳輸速率降低。

⒊鋰離子擴散速率

低溫環(huán)境下鋰離子在石墨負極中的擴散速率降低。低溫環(huán)境下鋰離子電池的電荷遷移阻抗增大，導致鋰離子在石墨負極中的擴散速率降低是影響磷酸鐵鋰離子電池低溫性能的重要原因。

⒋SEI膜

低溫環(huán)境下，磷酸鐵鋰離子電池負極的SEI膜增厚，SEI膜阻抗增大導致鋰離子在SEI膜中的傳導速率降低，最終鋰離子電池在低溫環(huán)境下充放電形成極化降低充放電效率。

5.生產(chǎn)環(huán)境

磷酸鐵鋰離子電池做為一個化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品，其生產(chǎn)環(huán)境對溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求，假如沒有控制到位，電池品質(zhì)將出現(xiàn)波動。

總結(jié)：目前多因素影響著磷酸鐵鋰離子電池的低溫性能，如正極的結(jié)構(gòu)、鋰離子在電池各部分的遷移速率、SEI膜的厚度及化學成分以及電解液中鋰鹽和溶劑的選擇等。低溫性能限制了鋰離子電池在電動汽車領(lǐng)域、特種領(lǐng)域及極端環(huán)境中的應(yīng)用，開發(fā)低溫性能優(yōu)異的鋰離子電池是市場的迫切需求。