提高鋰離子電池低溫性能的秘訣

來源：存能電氣  日期：2019-09-06 10:29  瀏覽量：次

　　提高鋰離子電池低溫性能的秘訣。低溫會導致鋰離子電池電性能下降，甚至會導致鋰離子電池無法使用，低溫充電更會導致鋰枝晶的產生，為了提高鋰離子電池的低溫性能，廣大的科研工作者提出了多種措施。

　　提高鋰離子電池低溫性能的秘訣

　　面對低溫下鋰離子電池使用受限的局面，技術人員找到的應對策略是充電預熱，雖然是權宜之計，但對提高鋰電池的低溫性能有著明顯的效果。

　　低溫環(huán)境下對鋰電池充電或使用前，必須對電池進行預加熱。電動汽車車載的電池管理系統(tǒng)(BMS)對電池加熱的方式大體可分外部加熱與內部加熱兩大類。

　　外部加熱方式有空氣加熱、液體加熱、相變材料加熱，以及熱阻加熱器或者熱泵加熱。這些加熱方式一般位于電池包中，或者設置在熱循環(huán)介質的容器中。內部加熱法加熱電池，則是通過交流電流激勵電池內部電化學物質，使電池本身產生熱量。

　　鋰離子電池低溫性能的提升關鍵在于電解液低溫性能的提升，常規(guī)的商業(yè)鋰離子電池電解液在低溫下粘度會快速增加。因此提升鋰離子電池低溫性能的關鍵在于提高電解液的低溫性能。

　　電解質鹽是電解液的重要組成之一，也是獲得優(yōu)良低溫性能的關鍵因素。目前，商用電解質鹽是六氟磷酸鋰，形成的SEI膜阻抗較大，導致其低溫性能較差，新型鋰鹽的開發(fā)迫在眉睫。四氟硼酸鋰陰離子半徑小，易締合，電導率較LiPF6低，但是低溫下電荷轉移阻抗小，作為電解質鹽具有良好的低溫性能。

　　通過優(yōu)化SEI膜的組成及成膜條件，提高SEI膜在低溫下的離子導電性有利于電池低溫性能的提高，因此開發(fā)低溫性能優(yōu)異的成膜添加劑是目前的研究熱點。

　　低溫對鋰離子電池的影響

　　鋰離子電池作為綠色環(huán)保能源已經廣泛應用于各種領域，但是較差的低溫性能使其在航空、航天和軍事等特殊領域的應用受到限制。一般當溫度降至一10℃時，鋰離子電池的放電容量和工作電壓都會降低。

　　眾所周知溫度對鋰離子電池的性能有著十分重要的影響，溫度過低時由于電解液粘度的增加，SEI膜阻抗增大，石墨負極動力學性能變差，會導致電池的電化學極化增加，極大的降低電池放電能力，例如一輛在23.9℃下能夠行駛105英里的電動汽車，在-6.7℃下僅能行駛60英里左右。

　　同時低溫充電是十分危險的，會導致鋰枝晶的產生，引發(fā)嚴重的安全問題。

　　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，鋰離子在碳負極的擴散速度會更慢。容易有鋰的析出。溫度下降，電極的反應速率也下降。

　　普遍認為,使用電解質添加劑是提高鋰離子電池性能最經濟和最有效的方法。