孙仲振

(沁新集团(天津)新能源技术研究院有限公司，天津 300143)

0 引 言

普通锂离子电池在低温条件下充放电性能很差，在严寒条件(-40 ℃以下)几乎无法充放电。锂离子电池随着温度的降低充电和放电性能均明显降低。当温度降至-30 ℃时，锂离子电池的恒流充电容量仅为总充电容量的15%左右，恒压充电时间增加，很大程度上延长了充电时间[1]；在低温环境中电池放电仅是室温放电容量的74%～87%，放电电压平台和放电容量明显降低，放电性能也显著变差[2]。

锂离子电池低温性能差的主要原因：

(1)低温环境下常规电解液黏度会增大，甚至部分出现凝固态，使锂电池体系中离子电导率明显降低；

(2)低温环境下锂电池的电解液与正负极、隔膜之间的相容性变差，锂离子输送路径改变影响正常传输；

(3)低温环境下锂离子在正负极电极材料的扩散系数降低，电荷转移阻抗(Rct)明显变大；

(4)低温环境下锂电池工作时，负极表面容易析锂，析出的锂与电解液发生一系列反应，致使电解质界面膜(SEI)厚度增加，电池容量大幅衰减。

本文从锂离子正极和负极、电解液、导电剂、极片面密度、充电方式、电池组预热等方面阐述了关于提升锂电池低温性能的研究进展，并对未来低温锂电池的研究方向进行了展望。

1 低温电解液

电解质通常是在极性溶剂中溶解盐形成的，其中盐的阳离子和阴离子通过溶剂化层被水溶剂或非水溶剂分解。一个好的电解液配方，要考虑电解液的综合参数，从物理性质(液相范围广、低粘度、高离子电导率、热稳定性好,成本低,环保等)，到化学特性(合成简单，对活性或非活性成分惰性等)，再到电化学要求(宽电化学稳定窗口，薄和稳定的固态电解质界面等)。……