為什么鋰電池的容量在低溫下會下降?鋰電池的主要功能參數(shù)是電動勢,、容量,、比能和電阻。低溫環(huán)境會降低鋰電池的實(shí)際容量,。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,，鋰電池的低溫性能帶來了越來越明顯的制約。據(jù)報(bào)道,，鋰離子電池在- 20℃時(shí)的放電容量僅為室溫時(shí)的31.5％左右,。傳統(tǒng)鋰電池的工作溫度在- 20℃到+ 55℃之間。因此,，改善鋰電池的低溫性能具有重要意義。

鋰電池的容量在低溫下會下降?在眾多環(huán)境因素中,，溫度對鋰電池性能的影響最大,。鋰電池中使用的電解質(zhì)是一種有機(jī)液體，與潤滑脂一樣,，在低溫下會發(fā)生粘稠甚至凝固,。此時(shí)，電池中導(dǎo)電鋰鹽的活性受到很大限制,，充電效率很低,，會導(dǎo)致鋰電池在低溫下充電緩慢,，充放電不足。

制約鋰離子電池低溫性能的因素:在低溫環(huán)境下,，電解液粘度增大,，甚至部分固化，導(dǎo)致鋰離子電池電導(dǎo)率下降,。電解液,、陽極與隔膜的相容性較差。鋰離子電池負(fù)極析出的鋰嚴(yán)重,，析出的金屬鋰與電解液發(fā)生反應(yīng),，產(chǎn)物沉積導(dǎo)致固體電解液界面厚度增加（SEI）。隨著活性物質(zhì)擴(kuò)散體系的減弱,，電荷轉(zhuǎn)移阻抗（RCT）明顯增大,。

鋰電池在低溫環(huán)境中的應(yīng)用受到限制。鋰電池除了放電能力嚴(yán)重下降外,，在低溫下也無法充電,。在低溫充電過程中，鋰離子在石墨電極上的插層與鋰離子在石墨電極上的鍍鋰反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的,，并且是相互競爭的,。低溫時(shí)，鋰離子在石墨中的擴(kuò)散受到抑制,，電解液的電導(dǎo)率降低,，導(dǎo)致包埋率降低，更容易在石墨表面發(fā)生鍍鋰反應(yīng),。低溫下鋰離子電池壽命下降的主要原因是內(nèi)部阻抗的增大和鋰離子沉淀引起的容量下降,。低溫下，鋰離子電池的性能嚴(yán)重退化,，在鋰離子電池的充放電過程中會發(fā)生一些副反應(yīng),。這些副反應(yīng)主要是鋰離子與電解質(zhì)之間的不可逆反應(yīng)，會導(dǎo)致鋰電池容量下降,，電池性能進(jìn)一步惡化,。

目前，磷酸鐵鋰電池是電動汽車中應(yīng)用最廣泛的電池,。這種電池安全性高,，單體壽命長，但磷酸鐵鋰有致命的缺點(diǎn),。其低溫性能略差于其他技術(shù)系統(tǒng),。低溫對磷酸鐵鋰的正極和負(fù)極、電解液和粘合劑都有影響,。

在低溫的影響下,，鋰在石墨中的插入速度降低,，金屬鋰在負(fù)極表面容易析出。如果充電后儲存時(shí)間不足,，投入使用后,，金屬鋰不能再完全嵌入石墨中。部分金屬鋰連續(xù)存在于負(fù)極表面,，容易形成鋰枝晶,，影響電池安全;低溫時(shí)，電解液粘度增大,，鋰離子的遷移率阻抗增大;另外,，在磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)過程中，粘接劑也是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素,，低溫會對粘接劑的性能產(chǎn)生很大的影響,。面對低溫下鋰電池的有限使用，技術(shù)人員找到的應(yīng)對策略是充電和預(yù)熱,。雖然是權(quán)宜之計(jì),，但對提高鋰電池的放電容量和長期使用壽命有明顯的效果。