影響磷酸鐵鋰電池組低溫性能的因素有哪些?

◆正極結(jié)構(gòu)

正極材料的三維結(jié)構(gòu)制約著磷酸鐵鋰電池組的擴散速率，低溫下影響尤其明顯。磷酸鐵鋰電池在－20℃的放電容量只能達到常溫容量的67.38％，而鎳鈷錳三元電池能夠達到70.1％。錳酸鋰電池在－20℃的放電容量可以達到常溫容量的83％。

◆高熔點溶劑

由于電解液混合溶劑中存在高熔點溶劑，磷酸鐵鋰電池電解液在低溫環(huán)境下黏度增大，當(dāng)溫度過低時會發(fā)生電解液凝固現(xiàn)象，導(dǎo)致鋰離子在電解液中傳輸速率降低。

◆鋰離子擴散速率

低溫環(huán)境下鋰電池在石墨負(fù)極中的擴散速率降低。鋰電池在石墨負(fù)極中的擴散速率降低是影響鋰離子電池低溫性能的重要原因。

如何提高48V磷酸鐵鋰電池組低溫性能？

我們從正極、負(fù)極、電液、粘結(jié)劑四塊提高48V磷酸鐵鋰電池組的低溫性能。

●正極方面，現(xiàn)在都是納米化，它的粒徑、電阻力，AB平面軸長大小三方面會影響到整個電池低溫的特性。不同工藝對正極也有不同的影響，100到200納米粒徑磷酸鐵鋰電池低溫放電特性比較好，在-20度可以釋放94%，也就是粒徑的納米化縮短了遷移的路徑，也提高了低溫放電的性能，因為磷酸鐵鋰放電主要是跟正極有關(guān)。

●從負(fù)極方面考慮充電特性，磷酸鐵鋰電池組低溫充電主要是負(fù)極影響，包括粒徑大小還有負(fù)極的間距變化，選取了三種不同的人造石墨作為負(fù)極，來研究不同的層間距和粒徑對低溫特性的影響。從三種材料來看，層間距大的顆粒石墨，從阻抗來講，本體阻抗和離子遷移阻抗比較小一點。

●充電方面，鋰電池包在冬天低溫下放電問題不大，主要是低溫充電。因為在橫流比方面，1C或者0.5C的橫流比非常關(guān)鍵，到恒壓需要非常長時間，通過改進三種不同石墨的對比，發(fā)現(xiàn)其中一種在-20度充電恒流比有比較大的改善，從40%提高到70%多，層間距的增大，還有粒徑的減小。

●電解液這一塊，在-20度，-30度下電解液結(jié)冰，黏度增大，形成性能惡化。電解液從三方面：溶劑，鋰鹽，添加劑。溶劑對磷酸鐵鋰電池組低溫影響從70%多影響到90%多，有十幾個點的影響;其次，不同鋰鹽對低溫的充放電的特性有一定的影響。我們固定了溶劑體系和鋰鹽基礎(chǔ)上，低溫添加劑可以使放電容量從85%提高到90%，也就是說，整個電解液體系中，溶劑、鋰鹽還有添加劑都對我們的動力電池低溫特性有一定的影響，包括其他的材料體系一樣適用。