鉅大LARGE | 點擊量：2346次 | 2023年11月23日
寒冷天氣下低溫對鋰電池壽命有何影響？
低溫會嚴重影響鋰電池的性能，降低容量和使用壽命。 本文回顧了寒冷天氣下鋰電池充電和放電的理想溫度，以及標(biāo)準鋰電池在寒冷溫度下無法有效工作的原因。 此外，它將提供使鋰電池在寒冷天氣下使用壽命更長的方法。
一、在分析寒冷天氣下的電池壽命之前，我們先了解一下鋰電池芯的溫度范圍
標(biāo)準鋰電池的放電溫度范圍為-20℃至60℃，充電溫度范圍為0℃至45℃。
低溫鋰電池的放電溫度范圍為-40℃至60℃，充電溫度范圍為0℃至45℃。
高溫鋰電池 放電溫度范圍為-20℃至80℃，充電溫度范圍為0℃至50℃。
下面的圖表總結(jié)了這三種電池的續(xù)航里程信息。 請注意：此數(shù)據(jù)為概括數(shù)據(jù)，對于特定型號可能略有不同。
| 標(biāo)準鋰電池 | 低溫鋰電池 | 高溫鋰電池 | |
| 排氣溫度下限/℃ | -20 | -40 | -20 |
| 排氣溫度上限/℃ | 60 | 60 | 80 |
| 充電溫度下限/℃ | 0 | 0 | 0 |
| 充電溫度上限/℃ | 45 | 45 | 50 |
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二、寒冷天氣下電池性能下降的原因
標(biāo)準鋰電池在低溫下容量顯著下降（能量密度降低），循環(huán)壽命顯著縮短。 鋰電池在低溫下表現(xiàn)不佳的主要原因有四個：
1、在低溫下，電池電解液的粘度會增加，電導(dǎo)率會降低。
2、電解質(zhì)/電極界面處的膜阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗在低溫下增加。
3、在低溫下，鋰離子在電池體內(nèi)的移動速度較慢，導(dǎo)致電極電壓較高，充電/放電容量較小。
4、在低溫下充電時，鋰金屬會形成并粘附在負極上。 這會導(dǎo)致與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗大量電解液并使 SEI 膜變厚。 其結(jié)果是，電池的負極表面膜的阻抗增加。 電極極化進一步加劇，最終損害電池的低溫性能，并對安全構(gòu)成重大威脅。
在上述原因中，#4 是很多人容易忽視的問題。
由于在低溫下使用標(biāo)準鋰電池所帶來的大多數(shù)問題都發(fā)生在電池本身內(nèi)部，因此用戶并不總是容易識別或注意到這些問題。 然而，隨著寒冷溫度下使用次數(shù)的增加，電池的容量下降得更快。 此外，在低溫下給電池充電可能會因鋰金屬刺穿電池的保護層而導(dǎo)致火災(zāi)。
三、電核心技術(shù)層面的對策
為了減輕低溫對電池性能的不利影響，制造商可以在電芯技術(shù)層面采取多種對策：
電解質(zhì)優(yōu)化: 通過改進電池電解液和添加劑的成分，制造商可以使電池在低溫下降低電阻并更有效地導(dǎo)電。
材料改性: 通過增強正負極材料、減小顆粒尺寸、優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu)，可以降低活性材料中鋰離子的界面和擴散阻力。
系統(tǒng)級優(yōu)化: 制造商可以優(yōu)化電芯系統(tǒng)，以減少低溫操作期間的極化。
四、對鋰電池組技術(shù)的反應(yīng)
電池組設(shè)計和管理對于在寒冷天氣條件下最大限度地提高電池性能也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 考慮以下策略：
了解應(yīng)用場景: 了解消費者如何使用產(chǎn)品有助于制造商設(shè)計定制電池組，以滿足客戶的特定需求和挑戰(zhàn)。
限制低溫充電: 實施充電閾值限制可防止溫度低于特定閾值時充電，從而避免與低溫充電相關(guān)的安全隱患。
自動加熱： 借助戰(zhàn)略性電池管理系統(tǒng) (BMS) 設(shè)計，電池組內(nèi)的加熱板可以在低溫充電期間激活。 這些加熱板對電池單元進行加熱，直至溫度達到一定閾值，從而確保安全高效的充電。
了解低溫對鋰電池的影響對于提高極端天氣條件下的性能和確保安全至關(guān)重要。 電池技術(shù)和設(shè)計的進步有助于提高電池性能、延長電池壽命并減少電池在低溫下運行的負面影響。
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