宏展 高低溫對(duì)鋰電池充電的影響

一、高低溫對(duì)鋰電池的損害

1、高溫對(duì)鋰電池的損害

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。如果溫度上升，鋰聚合物電池輸出功率會(huì)上升。溫度也影響電解液的傳送速度，溫度上升則加快，傳送溫度下降，傳送減慢，電池充放電性能也會(huì)受到影響。但溫度太高，超過(guò)45°，會(huì)破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡，導(dǎo)致副反應(yīng)。

2、低溫對(duì)鋰電池的損害

鋰電池短時(shí)間在低溫環(huán)境下使用，或者溫度不夠低的情況下，只會(huì)暫時(shí)影響鋰電池的電池容量，但不會(huì)造成長(zhǎng)久傷害。但是如果長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境中使用，或者在-40℃超低溫環(huán)境中，鋰離子電池可能會(huì)被“凍壞”造成長(zhǎng)久損害。

另外，在低溫情況下對(duì)鋰離子電池充電，會(huì)在電池陽(yáng)極表面析出金屬鋰，而且這個(gè)過(guò)程不可逆。這樣就會(huì)對(duì)電池造成長(zhǎng)久損害，降低電池的安Q全性。所以很多鋰電池設(shè)備會(huì)有保護(hù)裝置，使得在低溫情況下無(wú)法充電。

二、溫度對(duì)鋰電池充電的影響

溫度是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電源系統(tǒng)中控制的主要的參數(shù)之一，也是影響電池性能的主要的參數(shù)，在電池的所有檢測(cè)制度中，必須注明溫度，原因就是溫度對(duì)電池性能影響比較大，包括電池的內(nèi)阻、充電性能、放電性能、壽命等。

隨著溫度的降低，鋰離子電池的放電平均電壓和放電容量均有所降低，尤其當(dāng)溫度為-20℃時(shí)，電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。從電化學(xué)角度分析，溶液電阻、SEI膜電阻在整個(gè)溫度范圍內(nèi)變化不大，對(duì)電池低溫性能的影響較小；電荷傳遞電阻隨溫度的降低而顯著增加，且在整個(gè)溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。這是因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低，SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大，導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大，在電池的放電曲線上就表現(xiàn)為平均電壓和放電容量均隨著溫度降低而降低。

鋰電池的zui佳使用溫度是0到35攝氏度。低溫環(huán)境會(huì)降低鋰離子的活性，電池放電能力變?nèi)?，使用時(shí)間縮短。如果鋰電池處于低溫環(huán)境的時(shí)間較短，這種損害只是暫時(shí)的，不會(huì)對(duì)電池容量產(chǎn)生損害。當(dāng)溫度回升之后，性能會(huì)恢復(fù)。

不過(guò)，如果電池長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境下工作和充放電，電池陽(yáng)極表面會(huì)析出金屬鋰，這個(gè)過(guò)程不可逆，會(huì)對(duì)電池容量造成長(zhǎng)久損害。低溫下手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，一方面是出于保護(hù)電池的原因，另一方面，也是自身電池的制造不合格和老化所致。

總而言之，由于鋰離子電池在低溫放電時(shí)的電壓平臺(tái)更低，因此會(huì)造成低溫下放電容量的明顯降低，但是這種損失會(huì)隨著常溫充放電的進(jìn)行而自動(dòng)彌補(bǔ)，屬于可逆的損失。但是對(duì)于低溫充電而言，溫度過(guò)低或者倍率過(guò)大都會(huì)造成電芯不可逆的形成鋰枝晶和不可逆的容量損失，并影響電池的性能。