低温电池分类,锂离子电池低温性能怎么样
来源：存能电气 日期：2019-08-09 15:41 浏览量：次
低温电池分类，锂离子电池低温性能怎么样？低温在很多情况下让人觉得畏惧，其实很多电子产品对低温也是很畏惧的，这其中就有电池这种东西，先不谈普通的铅酸电池对低温有多敏感，锂电池对温度其实也是很敏感的，这也是很低温地区一个头疼的问题。锂电池对于南方来说是非常适合使用的，南方气温高，所以，锂电池的性能更能得到很好的发挥。那么有人要问到，锂离子电池低温性能怎么样？
低温电池分类
低温锂电池低温锂电池指工作温度在-20℃以下，同时可满足锂离子电池国标GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》或者国家军用标准GJB4477-2002《锂离子蓄电池组通用规范》要求的锂离子电池。
一、低温动力电池按放电性能分为：储能型低温锂电池、倍率型低温锂电池.
低温储能型锂电池被广泛用于军用平板电脑、伞兵装置、军用导航仪、无人机后备启动电源、特种飞行仪器电源、卫星信号接收装置、海洋数据监测设备、大气数据监测设备、室外视频识别设备、石油勘探检测设备、铁路沿线监测设备、电网室外监测设备、军用保暖鞋、车载后备电源.
低温倍率型锂电池被用于红外线激光装备、强光型武警装备、声学武警装备。
二、低温锂电池按应用领域分为：军用低温锂电池，工业低温锂电池。
低温锂电池按使用环境划分如下：
A、-20℃民用低温锂电池：-20℃电池0.2C放电占额定容量的90%以上；-30℃电池0.2C放电占额定容量的85%以上
B、-40℃特种低温锂电池-40℃电池0.2C放电占额定容量的80%以上；
C、-50℃极端环境低温锂电池-50℃时电池0.2C放电占额定容量的50%以上；
三、按其使用环境分为三个系列：民用低温电池、特种低温电池、极端环境低温电池，
适应领域主要：
军工兵器、航空航天、弹载车载设备、极地科考、寒带抢险、电力通信、公共安全、医疗电子、铁路、船舶、机器人等领域。
锂离子电池低温性能怎么样？
以电动客车上使用最多的磷酸铁锂电池为例，这种电池安全性高，单体寿命较长，但低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如，磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易产生极化，从而降低电池容量；受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂，如果充电后搁置时间不足而投入使用，金属锂无法全部再次嵌入石墨内部，部分金属锂持续存在负极的表面，极有可能形成锂枝晶，影响电池安全；低温下，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂的生产工艺中，粘接剂也是一个非常关键的因素，低温对粘接剂的性能也会产生较大影响。
同样是锂电池，钛酸锂电池的耐低温性能则比较优异。尖晶石结构的钛酸锂负极材料嵌锂电位约1.5V，不会形成锂枝晶，在充放电过程中体积应变小于1%。纳米化的钛酸锂电池可大电流充放电，实现了低温快充的同时又保障了电池的耐久性和安全性。比如，主打钛酸锂电池的银隆新能源，其产品具备在-50-60℃的正常充放电能力。
尽管以石墨为负极的锂离子电池可以在-40℃下放电，但要在-20℃及更低温度下实现常规电流充电则比较困难，这也是业内正在积极探索的一个领域。
制约锂电池低温性能的因素
◆正极结构
正极材料的三维结构制约着锂离子的扩散速率，低温下影响尤其明显。锂离子电池的正极材料包括商品化的磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂、钴酸锂等，也包括处于开发阶段的高电压正极材料如镍锰酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒锂等。不同正极材料具有不同的三维结构，目前用作电动汽车动力电池的正极材料主要是磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。
◆高熔点溶剂
由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂，锂离子电池电解液在低温环境下黏度增大，当温度过低时会发生电解液凝固现象，导致锂离子在电解液中传输速率降低。
◆锂离子扩散速率
低温环境下锂离子在石墨负极中的扩散速率降低。向宇系统研究了石墨负极对锂离子电池低温放电性能的影响，提出低温环境下锂离子电池的电荷迁移阻抗增大，导致锂离子在石墨负极中的扩散速率降低是影响锂离子电池低温性能的重要原因。
◆SEI膜
低温环境下，锂离子电池负极的SEI膜增厚，SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低，最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。
存能电气建议，尽量避免锂离子电池在低温下充电。当电池必须在低温下充电时，需要尽可能选择小电流(即慢充)对锂离子电池进行充电，并在充电后对锂离子电池进行充分搁置，从而保证负极析出的金属锂能够与石墨反应，重新嵌入到石墨负极内部。低温性能限制了锂离子电池在电动汽车领域、军工领域及极端环境中的应用，开发低温性能优异的锂离子电池是市场的迫切需求。
