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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。
电导率高,离子传导速率越快,所受极化就越小,在低温下电池的性能表现越好。因此较高的电导率是实现锂离子蓄电池良好低温性能的必要条件。
磷酸盐体系正极材料的低温特性
LiFePO4因的体积稳定性和安全性,和三元材料一起,成为目前动力电池正极材料的主体。磷酸铁锂低温性能差主要是因为其材料本身为绝缘体,电子导电率低,锂离子扩散性差,低温下导电性差,使得电池内阻增加,所受极化影响大,电池充放电受阻,因此低温性能不理想。
谷亦杰等在研究低温下LiFePO4的充放电行为时发现,其库伦效率从55℃的分别下降到0℃时的96%和–20℃时的64%;放电电压从55℃时的3.11V递减到–20℃时的2.62V。