
【关注能源资讯,探索锂电池低温性能新突破!】
锂离子电池自问世以来,凭借其寿命长、容量大、无记忆效应等优点,已成为市场主流选择。随着应用领域不断拓展,锂离子电池在低温环境下的性能问题逐渐凸显。当温度降至零下时,其容量大幅下降,衰减严重,循环性能受损,甚至出现析锂现象。为满足航空航天、军工、电动车等领域的需求,改善锂离子电池低温性能至关重要。
那么,制约锂离子电池低温性能的因素有哪些呢?
一、电解液方面
在低温环境下,电解液的黏度增大,甚至部分凝固,导致锂离子电池的导电率下降。电解液与负极、隔膜之间的相容性在低温下变差。这些问题导致锂离子迁移速度变慢,造成电池严重极化,充放电容量急剧降低。特别是在低温充电时,锂离子容易在负极表面形成锂枝晶,导致电池失效。电解液的电导率与组成成分密切相关,提高电导率是实现良好低温性能的关键。
二、正负极材料方面
正极材料的低温特性受结构影响,层状结构、尖晶石结构和磷酸盐体系正极材料都有各自的优缺点。在低温下,正极材料的活性降低,导致电池充放电性能下降。而负极材料的低温恶化现象更为严重,主要表现为极化严重、金属锂沉积以及与电解液的反应。
三、电解液优化方向
为了改善锂离子电池的低温性能,研究者们从电解液入手,寻找解决方案。电解液的离子电导率、SEI成膜性能等对电池低温性能影响显著。优秀的电解液应具备高离子电导率、宽电化学窗口和良好的电极反应活性。环状碳酸酯和EC基电解液等具有紧凑结构和强作用力的溶剂,显示出较好的低温特性。锂盐的浓度和种类也对电解液的低温性能产生影响。研究者们还从制备工艺、充放电状态、电极结构等方面入手,探讨这些因素对电池低温性能的影响。
总结与展望:
为保证锂离子电池的低温性能,需关注以下几点:形成薄而致密的SEI膜,保证Li+在活性物质中具有较大的扩散系数,以及电解液在低温下具有高离子电导率。全固态锂离子电池的出现为解决电池在低温下的容量衰减和循环安全问题提供了新的方向。
