低温性能表现不佳使得磷酸铁锂电池难以独享储能市场

来源：存能电气  日期：2020-07-10 14:12  浏览量：次

低温性能表现不佳使得磷酸铁锂电池难以独享储能市场。在储能领域，磷酸铁锂电池一直是最有前景的电池体系。以磷酸铁锂电池为例，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。低温对磷酸铁锂电池的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。

低温性能表现不佳使得磷酸铁锂电池难以独享储能市场

低温性能一直是磷酸铁锂电池的软肋所在，目前磷酸铁锂电池仍是未来储能领域应用前景最为广阔的电池体系，但是低温性能表现不佳的缺点使得磷酸铁锂电池难以独享储能市场。在0-25℃之间，磷酸铁锂电池的整体性能表现尚可，但是温度下降到0℃以下后，磷酸铁锂电池的放电容量与平均电压都出现了较为明显的下降。

就中国市场方面来看，中国幅员辽阔，维度跨度较大，这使得国内各地气温差异较为明显；其中秦岭淮河一线以北地区的冬季的平均气温多在0℃以下，西北、东北等不少地区的温度更是在-10℃以下。这些地区的气候环境注定了磷酸铁锂电池无论在实际应用体验还是在性价比角度方面都大打折扣。实际上，以西藏地区为例，2020年所新建的5G基站大部分使用的也是钛酸锂体系电池，而非磷酸铁锂电池。

从等温线情况来看，欧美不少地区的气候条件与中国北方较为类似，平均企稳较低，挪威、芬兰等部分北欧国家更是处于北极圈附近，恶劣的气候条件决定了磷酸铁锂电池难以得到有效推广。就欧美各国储能电池的应用情况来看，目前三元材料体系电池的确也是市场主流，因此未来磷酸铁锂电池在海外储能市场的应用之路想必会比较坎坷。

海外市场方面来看，欧美地区是储能电池应用的主要市场。据资讯统计，2020年全球储能磷酸铁锂电池总用量大约为20Gwh，其中欧美需求占比在七成以上，而从未来需求来看，截止到2025年，欧美潜在储能装机总量有望超过50Gwh。

低温环境下对磷酸铁锂电池有什么影响？

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。

低温环境下，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂电池的生产工艺中，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。

低温带来的另外一个问题，反映到用户端是充电时间延长。在低温下充电，磷酸铁电池容易析锂，所以充电之前，一般要对电池进行缓慢加热，等电池温度升高至正常温度后再进行充电。

电池在0～-20℃温度下，放电容量分别相当于25℃温度下放电容量的88.05％、65.52％和38.88％；放电平均电压依次为3.134、2.963V和2.788V，一20℃放电平均电压比25℃时降低了0.431V。从上述分析可知，随着温度的降低，锂离子电池的放电平均电压和放电容量均有所降低，尤其当温度为-20℃时，电池的放电容量和放电平均电压下降较快。

可以由以上数据得出，磷酸铁锂电池受温度影响很大，在以动力电池应用领域和温度影响较大的应用环境，需要对电池进行热管理（风冷、液冷等）才能提高电池的使用效率，延长电池系统使用寿命。

总体而言，目前磷酸铁锂电池的确是储能领域的首选，但是其自身低温性能不佳的缺点限制了磷酸铁锂电池的适用性。磷酸铁锂电池在安全性、循环寿命、耐高温方面，比三元锂电池具有相当高的优势，并且磷酸铁锂电池资源丰富、技术成熟，成本更低，是未来电池储能技术的发展趋势。