2018/8/20 旺材钴锂 -微信公众平台 锂电池正极材料低温性能的探讨 旺材钴锂 3天前 更多，更及时的干货内容，请关注我们的微信公众号 诚邀业内人士及机构向我们投稿，投稿有礼 投稿邮箱：tougao@maicai360 作者：茜茜 来源：粉体网 锂离子电池自从进入市场以来，以其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，获得了广泛的应用。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。 随着应用领域的不断拓展，锂离子电池的低温性能低劣愈加明显。 据报道，在-20℃时锂离子电池放电容量只有室温时的31.5% 左右。传统锂离子电池工作温度 在-20~+55℃之间。但是在航空航天、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。 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（R ct）显著增大。 mp.weixin.qq/s?__biz=MzU1MTY4NDk2MA==&tempkey=OTcwX3RWcWZYMzF4bGk5R0kwUXowOXpZTTBfT29XVzdKOEpqTUZvdEtIcVMz… 1/4 2018/8/20 旺材钴锂 -微信公众平台 对于影响锂离子电池低温性能决定性因素的探讨 专家一：电解液对锂离子电池低温性能的影响最大，且R SEI 为锂离子电池在低温环境下的主要阻抗。 专家二：限制锂离子电池低温性能的主要因素是低温下急剧增加的Li +扩散阻抗，而并非SEI膜。 锂离子电池正极材料的低温特性 层状结构正极材料的低温特性 层状结构，既拥有一维锂离子扩散通道所不可比拟的倍率性能，又拥有三维通道的结构稳定性，是最 早商用的锂离子电池正极材料。其代表性物质有LiCoO 2、Li(Co 1-xNix)O2和Li(Ni,Co,Mn)O 2等。 谢晓华等以LiCoO 2/MCMB为研究对象，测试了其低温充放电特性。 结果显示，随着温度的降低，其放电平台由3.762V(0℃)下降到3.207V(–30℃)；其电池总容量也由 78.98mA·h(0℃)锐减到68.55mA·h(–30℃)。 尖晶石结构正极材料的低温特性 尖晶石结构LiMn 2O4正极材料，由于不含Co元素，故而具有成本低、无毒性的优势。 然而，Mn价态多变和Mn 3+ 的Jahn-Teller效应，导致该组分存在着结构不稳定和可逆性差等问题。 彭正顺等指出，不同制备方法对LiMn 2O4正极材料的电化学性能影响较大，以R ct为例：高温固相法 合成的LiMn 2O4的Rct明显高于溶胶凝胶法合成的，且这一现象在锂离子扩散系数上也有所体现。究 其原因，主要是由于不同合成方法对产物结晶度和形貌影响较大。 磷酸盐体系正极材料的低温特性 mp.weixin.qq/s?__biz=MzU1MTY4NDk2MA==&tempkey=OTcwX3RWcWZYMzF4bGk5R0kwUXowOXpZTTBfT29XVzdKOEpqTUZvdEtIcVMz… 2/4 2018/8/20 旺材钴锂 -微信公众平台 LiFePO 4因绝佳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。 谷亦杰等在研究低温下LiFePO 4的充放电行为时发现，其库伦效率从55℃的100%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。 Xing等利用纳米碳对LiFePO 4进行改性，发现，添加纳米碳导电剂后，LiFePO