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21

2023

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解读冬天锂电池电动车续航降低的根源

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【概要描述】传统锂离子电池工作温度在-20~+55℃之间,锂离子电池低温使用存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差,特别是在-20℃时锂离子电池放电容量仅有室温时的31.5%左右。

传统锂离子电池工作温度在-20~+55℃之间,锂离子电池低温使用存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差,特别是在-20℃时锂离子电池放电容量仅有室温时的31.5%左右。

制约锂离子电池低温性能的因素:

  • 低温环境下,电解液的黏度增大,甚至部分凝固,导致锂离子电池的导电率下降
  • 低温环境下电解液与负极、隔膜之间的相容性变差
  • 低温环境下锂离子电池的负极析出锂严重,并且析出的金属锂与电解液反应,其产物沉积导致固态电解质界面(SEI)厚度增加。
  • 低温环境下锂离子电池在活性物质内部扩散系统降低,电荷转移阻抗(Rct)显著增大(内阻增加)。

电解液对锂离子电池低温性能的影响更大大,电解液的成分及物化性能对电池低温性能有重要影响。电池低温下循环面临的问题是:电解液粘度会变大,离子传导速度变慢,造成外电路电子迁移速度不匹配,因此电池出现严重极化,充放电容量出现急剧降低,锂电池电动车的续航就会明显降低。尤其当低温充电时,锂离子很容易在负极表面形成锂枝晶,导致电池失效。