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鋰電池自從進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái),因其容量大、體積小、對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染等特點(diǎn),被人們所廣泛的應(yīng)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(yán)重、循環(huán)倍率性能差等問(wèn)題。
傳統(tǒng)鋰離子電池工作溫度在-20~+55℃之間,在-20℃時(shí)鋰離子電池放電容量只有室溫時(shí)的31.5%左右。但是在航空航天、軍工等領(lǐng)域上,要求電池能在-40℃或者更低的溫度下進(jìn)行正常工作。因此,改善鋰電池組的低溫性質(zhì)具有重大意義。
究其其影響因素與原因來(lái)說(shuō),竟是其電解液。電解液對(duì)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(duì)電池低溫性能有重要影響。電池低溫下循環(huán)面臨的問(wèn)題是:電解液粘度會(huì)變大,離子傳導(dǎo)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(yán)重極化,充放電容量出現(xiàn)急劇降低。
尤其當(dāng)?shù)蜏爻潆姇r(shí),鋰離子很容易在負(fù)極表面形成鋰枝晶,導(dǎo)致電池地失效。電解液的低溫性能與電解液自身電導(dǎo)率的大小關(guān)系密切,電導(dǎo)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(dǎo)率就越高。電導(dǎo)率高,離子傳導(dǎo)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(dǎo)率是實(shí)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(dǎo)率與電解液的組成成分有關(guān),減小溶劑的粘度是提高電解液電導(dǎo)率的途徑之一。溶劑低溫下溶劑良好的流動(dòng)性是離子運(yùn)輸?shù)谋U?,而低溫下電解液在?fù)極所形成的固體電解質(zhì)膜也是影響鋰離子傳導(dǎo)的關(guān)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(lái),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(dá)到-40度工作,但是如果比這個(gè)溫度還低,我們的技術(shù)需要更進(jìn)一步,不過(guò)一切都是隨著科技的進(jìn)步而發(fā)展,未來(lái)可期。