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鋰電池自從進入市場以來,因其容量大、體積小、對環(huán)境沒有污染等特點,被人們所廣泛的應用。但是在低溫環(huán)境中,鋰電池組地使用存在容量低、衰減嚴重、循環(huán)倍率性能差等問題。
傳統(tǒng)鋰離子電池工作溫度在-20~+55℃之間,在-20℃時鋰離子電池放電容量只有室溫時的31.5%左右。但是在航空航天、軍工等領域上,要求電池能在-40℃或者更低的溫度下進行正常工作。因此,改善鋰電池組的低溫性質具有重大意義。
究其其影響因素與原因來說,竟是其電解液。電解液對鋰電池組的低溫性能的影響最大,電解液的成分及物化性能對電池低溫性能有重要影響。電池低溫下循環(huán)面臨的問題是:電解液粘度會變大,離子傳導速度變慢,造成外電路電子遷移速度不匹配,因此電池出現(xiàn)嚴重極化,充放電容量出現(xiàn)急劇降低。
尤其當?shù)蜏爻潆姇r,鋰離子很容易在負極表面形成鋰枝晶,導致電池地失效。電解液的低溫性能與電解液自身電導率的大小關系密切,電導率大電解液的傳輸離子快,低溫下可以發(fā)揮出更多的容量。電解液中的鋰鹽解離的越多,遷移數(shù)目就越多,電導率就越高。電導率高,離子傳導速率越快,所受極化就越小,在低溫下電池的性能表現(xiàn)越好。因此較高的電導率是實現(xiàn)鋰離子蓄電池良好低溫性能的必要條件。
電解液的電導率與電解液的組成成分有關,減小溶劑的粘度是提高電解液電導率的途徑之一。溶劑低溫下溶劑良好的流動性是離子運輸?shù)谋U希蜏叵码娊庖涸谪摌O所形成的固體電解質膜也是影響鋰離子傳導的關鍵,且RSEI為鋰電池組在低溫環(huán)境下的主要阻抗。
我們不難分析出來,電解液是影響其鋰電池組的低溫特性之一。但是只要用到電池的地方,都少不了用鋰電池組的地方。所以在低溫下,我們現(xiàn)在只能采用低溫電芯做低溫鋰電池組,它能達到-40度工作,但是如果比這個溫度還低,我們的技術需要更進一步,不過一切都是隨著科技的進步而發(fā)展,未來可期。