低溫會(huì)嚴(yán)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(zhǔn)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(zhǎng)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(zhǔn)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(qǐng)注意：此數(shù)據(jù)為概括數(shù)據(jù)，對(duì)于特定型號(hào)可能略有不同。

二、寒冷天氣下電池性能下降的原因

標(biāo)準(zhǔn)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(gè)：

1、在低溫下，電池電解液的粘度會(huì)增加，電導(dǎo)率會(huì)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(dòng)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(shí)，鋰金屬會(huì)形成并粘附在負(fù)極上。 這會(huì)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(fù)極表面膜的阻抗增加。 電極極化進(jìn)一步加劇，最終損害電池的低溫性能，并對(duì)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(zhǔn)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(shí)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(huì)因鋰金屬刺穿電池的保護(hù)層而導(dǎo)致火災(zāi)。

三、電核心技術(shù)層面的對(duì)策

為了減輕低溫對(duì)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(duì)策：

電解質(zhì)優(yōu)化: 通過改進(jìn)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(qiáng)正負(fù)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(kuò)散阻力。

系統(tǒng)級(jí)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(duì)鋰電池組技術(shù)的反應(yīng)

電池組設(shè)計(jì)和管理對(duì)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(chǎng)景: 了解消費(fèi)者如何使用產(chǎn)品有助于制造商設(shè)計(jì)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(shí)施充電閾值限制可防止溫度低于特定閾值時(shí)充電，從而避免與低溫充電相關(guān)的安全隱患。

自動(dòng)加熱： 借助戰(zhàn)略性電池管理系統(tǒng) (BMS) 設(shè)計(jì)，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(duì)電池單元進(jìn)行加熱，直至溫度達(dá)到一定閾值，從而確保安全高效的充電。

了解低溫對(duì)鋰電池的影響對(duì)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(jì)的進(jìn)步有助于提高電池性能、延長(zhǎng)電池壽命并減少電池在低溫下運(yùn)行的負(fù)面影響。