低溫對鋰電池的性能有哪些影響？

在所有的環(huán)境因素中，溫度對電池的充放電性能影響最大，鋰電池在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟。低溫下，電解液的粘度降低。導(dǎo)電性下降，活性物質(zhì)的活性也會(huì)降低。會(huì)使電解液的濃度差變大，極化增強(qiáng)，使充電提前終止。更重要的是，鋰離子在碳負(fù)極的擴(kuò)散速度會(huì)更慢。容易有鋰的析出。溫度下降，電極的反應(yīng)速率也下降。假設(shè)電池電壓保持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會(huì)下降。

低溫對磷酸鐵鋰電池的影響

目前，磷酸鐵鋰電池是應(yīng)用在電動(dòng)汽車上最多的電池，這種電池安全性高，單體壽命較長，但磷酸鐵鋰有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，磷酸鐵鋰電池的低溫性能比其他技術(shù)體系的電池略差。低溫對磷酸鐵鋰的正負(fù)極、電解液和粘接劑等都存在影響。比如，磷酸鐵鋰正極本身電子導(dǎo)電性比較差，低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化，從而降低電池容量；受低溫影響，石墨嵌鋰速度降低，容易在負(fù)極表面析出金屬鋰，如果充電后擱置時(shí)間不足而投入使用，金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內(nèi)部，部分金屬鋰持續(xù)存在負(fù)極的表面，極有可能形成鋰枝晶，影響電池安全；低溫下，電解液黏度會(huì)增加，鋰離子遷移阻抗也會(huì)隨之增大；此外，在磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝中，粘接劑也是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素，低溫對粘接劑的性能也會(huì)產(chǎn)生較大影響。

低溫對鈦酸鋰電池的影響

同樣是鋰電池，鈦酸鋰電池的低溫性能則比較優(yōu)異。尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰負(fù)極材料嵌鋰電位約1.5V，不會(huì)形成鋰枝晶，在充放電過程中體積應(yīng)變小于 1%。納米化的鈦酸鋰電池可大電流充放電，實(shí)現(xiàn)了低溫快充的同時(shí)又保障了電池的耐久性和安全性。比如，主打鈦酸鋰電池的銀隆新能源，其產(chǎn)品具備在-50-60℃的正常充放電能力。鈦酸鋰電池有著材料上的優(yōu)勢，它在低溫下仍然可以實(shí)現(xiàn)快充，這種任性，其他材料電池很難學(xué)來。

預(yù)加熱提高鋰電池的低溫性能

面對低溫下鋰電池使用受限的局面，技術(shù)人員找到的應(yīng)對策略是充電預(yù)熱，雖然是權(quán)宜之計(jì)，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(jìn)行預(yù)加熱。電動(dòng)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(nèi)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(shè)置在熱循環(huán)介質(zhì)的容器中。內(nèi)部加熱法加熱電池，則是通過交流電流激勵(lì)電池內(nèi)部電化學(xué)物質(zhì)，使電池本身產(chǎn)生熱量。