提升低溫磷酸鐵鋰電池性能的方法

在目前已知低溫電池研發(fā)和應(yīng)用情況，低溫磷酸鐵鋰電池在電極材料、隔膜、極片、極耳外殼等方面的材料基本相同，對(duì)提升低溫性能方面也差不多，所不同的，是低溫電解液，差別比較大，直接影響了電池在低溫環(huán)境放電的性能，因此提升低溫磷酸鐵鋰電池性能主要客源從電解液方面著手。

鋰離子電池的運(yùn)作的溫度范圍顯示了它的應(yīng)用特性。在非常低的溫度下，航天要求鋰離子電池在-60℃到-80℃時(shí)有合理的放電效率，而鉆井工業(yè)則要求在超過(guò)100℃時(shí)能有很好的性能。

除了這兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，大多數(shù)鋰離子電池應(yīng)用的溫度窗口是-50C～80℃。這些窗口包括家用電子產(chǎn)品和電動(dòng)工具（-20℃到60℃），HEV（-30℃到70℃）和軍事應(yīng)用（-50℃到80℃）。

目前鋰離子電池電解質(zhì)的溶劑多采用碳酸酯系列高純有機(jī)溶劑，如乙烯碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC）、二甲基碳酸酯（DMC）、二乙基碳酸酯（DEC）等。然而，單一溶劑在性能上往往不能同時(shí)具備實(shí)際要求的多方面性能，將多種溶劑按一定比例混合后得到的多組分混合溶劑往往優(yōu)于單一溶劑。通過(guò)優(yōu)化有機(jī)溶劑來(lái)改善電解液低溫性能就是要尋找能和目前電解液混溶的低熔點(diǎn)有機(jī)溶劑。

使用低溫下熱導(dǎo)性能較好的電解液溶劑體系，提高電池在低溫下充放電時(shí)的本體溫度，如選用溶劑體系DMC+DEC等。

使用熔點(diǎn)與黏度較低的有機(jī)溶劑，拓寬電解液的液態(tài)溫度范圍，如選用羧酸酯溶劑丙酸乙酯、丁酸甲酯等。

優(yōu)化配方：

• ECIPC\DMC\EMC\DEC，2%VC+低溫添加劑
• B）EC\PCEMC\EP\DEC，2%VC+低溫添加劑

目前應(yīng)用最廣泛的鋰鹽是LiPF6，主要原因是它在有機(jī)溶劑中有很好的溶解性、比較高的電導(dǎo)率，而且成本相對(duì)比較低。但由于LiPF6對(duì)微量水十分敏感，其分解產(chǎn)物含HF，容易腐蝕正極材料和集流體，并且缺乏溫度穩(wěn)定性而影響了鋰離子電池的發(fā)展。通過(guò)使用更穩(wěn)定、低溫性能更好的鋰鹽也是改善電解液低溫性能的重要途徑之一。

加入添加劑來(lái)提高鋰離子電池有機(jī)電解液低溫生能是另外一個(gè)研究熱點(diǎn)，也是未來(lái)該領(lǐng)域重要的一個(gè)發(fā)展方向。添加劑因?yàn)榫哂杏昧啃　⒁娦Э斓乃曼c(diǎn)，所以能在基本不提高生產(chǎn)成本和改變生產(chǎn)工藝的情況下，明顯改善鋰離子電池性能。