低溫環(huán)境下為什么不能給鋰離子電池充電

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-08-23 11:18  瀏覽量：次

　　低溫環(huán)境下為什么不能給鋰離子電池充電？鋰離子電池不能處于過(guò)低的溫度。在過(guò)低的溫度下,電池中的鋰發(fā)生沉積造成內(nèi)部短路。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在低溫環(huán)境下，并不是鋰電池真的沒(méi)電了，而是有電卻不能正常釋放出來(lái)。普通的鋰電池在零攝氏度時(shí)，其容量會(huì)減少20％，當(dāng)達(dá)到零下10攝氏度時(shí)，容量可能只有一半左右。

　　低溫環(huán)境下為什么不能給鋰離子電池充電？

　　鋰離子電池大部分材料如隔膜、電解液等都是有機(jī)材料，熔點(diǎn)沸點(diǎn)較低，如果溫度過(guò)高電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生一些負(fù)面的化學(xué)反應(yīng)，嚴(yán)重影響電池壽命甚至安全性能。

　　低溫條件下鋰離子電池關(guān)鍵材料正極、負(fù)極、電解液等電導(dǎo)率降低，導(dǎo)致導(dǎo)電性能下降，會(huì)嚴(yán)重影響鋰電池壽命。

　　對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)，目前業(yè)內(nèi)尚未有明確的理論支撐其各溫度性能下的內(nèi)阻、放電平臺(tái)、壽命、容量等必然聯(lián)系，相關(guān)的計(jì)算公式和數(shù)學(xué)模型還在摸索階段。大體上，鋰電池對(duì)0-40℃這個(gè)區(qū)間的溫度并不敏感，然而一旦溫度超過(guò)這個(gè)區(qū)間，壽命和容量就會(huì)打折扣。

　　做過(guò)很多實(shí)驗(yàn)，不同材料鋰電池的低溫性能也有區(qū)別，現(xiàn)在最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的，我們的產(chǎn)品在-10℃時(shí)放出容量為最大容量的89%，應(yīng)該在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是比較高的；在55℃下放出容量可達(dá)到95%，相對(duì)低溫的衰減還是比較少的。這還是送檢產(chǎn)品，大家懂的，質(zhì)量相對(duì)流水線正常產(chǎn)品要高很多。

　　低溫保護(hù)就是在氣溫過(guò)低的情況下，鋰離子電池中的金屬鋰會(huì)產(chǎn)生沉積現(xiàn)象，不再和物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而發(fā)生電池內(nèi)部短路的情況。

　　由于鋰離子電池的工作原理是內(nèi)部的電解質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的變化，在正負(fù)極出現(xiàn)電勢(shì)差從而產(chǎn)生電流。在低溫環(huán)境下電解質(zhì)移動(dòng)得相當(dāng)慢，從而影響鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移活性，導(dǎo)致電池充放電性能下降。

　　有人反映冬天鋰離子電池充電充不進(jìn)去，部分帶了鋰電池管理系統(tǒng)的是由于產(chǎn)品保護(hù)了，還有的他就是由于質(zhì)量問(wèn)題充不進(jìn)去的。

　　鋰電池在冬天使用時(shí)間是必然比夏天短的。在此提醒大家，鋰電池在冬天最好不要充電。由于低溫，負(fù)極上嵌套的鋰離子會(huì)產(chǎn)生離子結(jié)晶，直接刺穿隔膜，一般情況下就造成微短路了影響壽命和性能，嚴(yán)重的可能爆炸！

　　鋰電池在低溫環(huán)境下的影響

　　低溫對(duì)磷酸鐵鋰電池的正負(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(wú)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(duì)粘接劑的性能也會(huì)產(chǎn)生較大影響。

　　低溫環(huán)境下，電池充電有一定的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)殡S著溫度的降低，石墨負(fù)極的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)步一變差，充電過(guò)程中，負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇，析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶，穿破隔膜并導(dǎo)致正負(fù)極短路。

　　總結(jié)：在低溫環(huán)境下，存在電池充電風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)盡量避免在低溫下為鋰離子電池充電。隨著的技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，鋰電池在低溫環(huán)境下將有進(jìn)一步的突破。