低温环境下使用锂离子电池有哪些坏处

来源:锂离子电池   2019-09-23  阅读数:

  我们知道,常规的锂离子电池的正常工作温度是-20℃~60℃(除了低温锂电池)。所以,在过低的温度下使用锂电池,电池中的锂会发生沉积造成内部短路。我们换一种说法,也就是在低温环境下,并不是锂电池真的没电了,而是有电却不能够正常的释放出来。普通的锂电池在零摄氏度时,其容量就会减少20%,当达到零下10摄氏度时,容量可能就只有一半左右。

锂电池低温禁充电原因可能导致不可逆损坏(加速金属锂沉积,穿刺隔膜等)

  锂离子电池通过Li+在正负极之间的迁移实现储能和放电,然而Li+在正负极之间迁移受到温度很大的影响,特别是低温下由于正负极的动力学条件变差,以及电解液粘度上升,电导率下降等因素会导致锂离子电池性能急剧下降,导致锂离子电池低温无法正常放电,更为严重的是低温充电极易导致负极析锂,不但会造成电池容量极速衰降,还会造成严重的安全隐患。

  另一点,低温条件下锂离子电池关键材料正极、负极、电解液等电导率会降低,导致导电性能下降,会严重影响锂电池寿命。对于锂电池来说,目前行业内尚未有明确的理论支撑其各温度性能下的内阻、放电平台、寿命、容量等必然联系,相关的计算公式和数学模型业还在摸索阶段。大体上,锂电池对0~40℃这个区间的温度并不敏感,然而一旦温度超过这个区间,寿命和容量就会打折扣。

锂离子电池充电

  低温环境下会给锂离子电池充电造成什么影响?

  低温环境下锂电池充电有一定的风险。因为随着温度的降低,石墨负极的动力学特性进步一变差,充电过程中,负极的电化学极化明显加剧,析出的金属锂容易形成锂枝晶,穿破隔膜并导致正负极短路。尽量避免锂离子电池在低温下充电。

  由于低温,负极上嵌套的锂离子电池会产生离子结晶,直接刺穿隔膜,一般情况下就造成微短路了影响寿命和性能,严重的可能爆炸!

  根据专家的研究:锂电池短时间在低温环境下使用,或者温度不够低的情况下,只会暂时影响锂离子电池的电池容量,不会造成永久伤害。但是如果长时间在低温环境中使用,或者在-40℃超低温环境中,锂离子电池可能会被“冻坏”造成永久损害。

  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、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题。然而,随着应用领域不断拓展,锂离子电池的低温性能低劣带来的制约愈加明显。在航空航天、军工、电动车等领域,要求电池能在-40℃正常工作。因此,改善锂离子电池低温性质具有重大意义。

  不同材料锂电池的低温性能也有区别,现在最热火的磷酸铁锂是低温性能最差的,诺信的产品在-10℃时放出容量为最大容量的89%,应该在业内已经是比较高的;在55℃下放出容量可达到95%,相对低温的衰减还是比较少的。

  使用过锂电池的伙伴们都知道,就拿我们的手机来说,在冬天锂电池使用时间比夏天短;在低温环境下,锂电池充电存在风险,在使用锂电池时我们应尽量避免在低温下为锂离子电池充电,可在室内恒温的情况下充电。而随着的科学技术的进一步发展,锂电池在低温环境下将有进一步的突破。