鋰離子電(dian)池自(zi)從進(jin)入市場以來,以其壽(shou)命長、比容量大、無(wu)記(ji)憶效應等優點(dian),獲得了廣(guang)泛的(de)應用(yong)。鋰(li)離子(zi)電池(chi)低(di)溫使用(yong)存在容量低(di)、衰減嚴重、循環倍(bei)率(lv)性能(neng)差、析鋰(li)現象明顯、脫嵌(qian)鋰(li)不平(ping)衡等問題。然而,隨著應用(yong)領域(yu)不斷拓展,鋰(li)離子(zi)電池(chi)的(de)低(di)溫性能(neng)低(di)劣帶來的(de)制約(yue)愈加明顯。
據報(bao)道,在(zai)-20℃時鋰離子電池放電容量只有室溫時的31.5%左右。傳統鋰離子電池工作溫度在-20~+55℃之間。但是在航空航天、軍工、電動車等領域,要求低(di)溫鋰電池(chi)能在-40℃正常工作(zuo)。因此,改善鋰離子(zi)電(dian)池(chi)低溫(wen)性質具(ju)有重(zhong)大(da)意(yi)義。
制約鋰離子電池(chi)低溫性(xing)能的(de)因素
低(di)溫環境(jing)下,電解液的(de)(de)黏(nian)度增大,甚至部分(fen)凝固,導致鋰(li)離子電池的(de)(de)導電率下降。
低溫環(huan)境(jing)下(xia)電解(jie)液與(yu)負極、隔膜之間的相容性(xing)變差。
低溫(wen)環境(jing)下(xia)鋰(li)離子電(dian)池的負極析出(chu)鋰(li)嚴重,并且析出(chu)的金屬鋰(li)與電(dian)解液(ye)反(fan)應(ying),其產(chan)物沉積(ji)導致固(gu)態電(dian)解質界面(mian)(SEI)厚(hou)度增(zeng)加。
低溫(wen)環境下鋰離子電池(chi)在活(huo)性物質內部擴(kuo)散系統(tong)降低(di),電荷轉移阻抗(Rct)顯著增大。電(dian)(dian)(dian)解液(ye)對(dui)鋰離(li)子電(dian)(dian)(dian)池(chi)低(di)溫性能(neng)的影響最大,電(dian)(dian)(dian)解液(ye)的成分及(ji)物化性能(neng)對(dui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)低(di)溫性能(neng)有重(zhong)要影響。電(dian)(dian)(dian)池(chi)低(di)溫下循環(huan)面臨(lin)的問題是:電(dian)(dian)(dian)解液(ye)粘(zhan)度(du)會變大,離(li)子傳導速度(du)變慢,造成外電(dian)路電(dian)子遷移(yi)速度不匹(pi)配,因此電(dian)池(chi)出現(xian)嚴(yan)重極(ji)(ji)化,充放(fang)電(dian)容量出現(xian)急劇降低。尤(you)其當低溫充電(dian)時,鋰離(li)子很容易在(zai)負(fu)極(ji)(ji)表面形成鋰枝(zhi)晶(jing),導致電(dian)池(chi)失效。