王绥军，傅 凯，官亦标，刘曙光，徐 彬，范茂松



软包磷酸铁锂电池低温热安全性能研究

王绥军，傅 凯，官亦标，刘曙光，徐 彬，范茂松

（中国电力科学研究院，北京 100192）

本文以剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池为研究对象，研究其在-10 ℃低温充放电循环后的安全性能。对低温和常温循环后的电池进行热失控实验分析，同时解剖电池并测试电池材料的锂元素含量和热稳定性能。测试结果表明，电池低温循环过程中容量急剧衰减，低温循环后电池热失控温度明显降低，低温循环过程中电池负极析出了锂单质，电池材料的热稳定性也发生了变化。另外，还对低温循环后的电池进行了满电状态下的常温搁置实验，实验过程中电池全部产生胀气现象，通过进一步测试分析发现，气体以CO和H2为主。与新电池对比发现，剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池低温下充放电循环更容易产生锂枝晶，造成其电化学性能发生严重的不可逆衰退，热失控温度明显提前，因此剩余容量接近80%的磷酸铁锂电池应避免在低温下运行。

锂离子电池；低温性能；锂枝晶；热安全性能

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境友好等特点，在电动汽车和储能领域具有广阔的应用前景。但是锂离子电池本身存在安全隐患，安全问题是制约锂离子电池大规模推广的主要问题之一[1]。以石墨为负极的锂离子电池充放电过程中，在电极表面会形成SEI膜（固体电解质膜），当SEI膜出现断裂时，会在断裂处锂沉积生成锂枝晶。……