在科技日新月異的今天，鋰離子電池以其長(zhǎng)壽命、高比容量、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，在電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)乃至軍工領(lǐng)域均占據(jù)了舉足輕重的地位。然而，隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，其低溫性能的限制愈發(fā)凸顯，成為制約其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。本文將深入探討影響鋰離子電池低溫性能的各種因素，并介紹幾家在鋰離子電池領(lǐng)域具有顯著影響力的廠(chǎng)家，以期為讀者提供全面的理解和啟示。

### 影響鋰離子電池低溫性能的因素

#### 1. 正極材料的三維結(jié)構(gòu)

鋰離子電池的正極材料是影響其低溫性能的重要因素之一。正極材料的三維結(jié)構(gòu)直接制約著鋰離子的擴(kuò)散速率。常見(jiàn)的正極材料包括磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元材料和錳酸鋰等。研究表明，在-20℃的低溫條件下，磷酸鐵鋰電池的放電容量?jī)H能達(dá)到常溫的67.38%，而鎳鈷錳三元電池則能達(dá)到70.1%，錳酸鋰電池更是能達(dá)到常溫容量的83%。這種差異主要源于不同正極材料在低溫下對(duì)鋰離子擴(kuò)散速率的影響。

#### 2. 電解液的黏度和高熔點(diǎn)溶劑

電解液作為鋰離子在電池中傳輸?shù)拿浇?，其性能?duì)鋰離子電池的低溫表現(xiàn)至關(guān)重要。在低溫環(huán)境下，電解液的黏度會(huì)增大，導(dǎo)致鋰離子的傳輸速率降低。此外，電解液混合溶劑中的高熔點(diǎn)溶劑在低溫下會(huì)發(fā)生凝固現(xiàn)象，進(jìn)一步阻礙了鋰離子的傳輸。這種變化不僅影響了電池的放電容量，還可能導(dǎo)致電池在低于-10℃的環(huán)境下幾乎無(wú)法充電。

#### 3. 鋰離子在負(fù)極中的擴(kuò)散速率

低溫環(huán)境下，鋰離子在石墨負(fù)極中的擴(kuò)散速率也會(huì)顯著降低。這一變化使得電池在低溫條件下的充放電效率大打折扣，導(dǎo)致電池容量的急劇下降。同時(shí)，低溫還會(huì)引起電池內(nèi)部電荷遷移阻抗的增大，進(jìn)一步影響了鋰離子的擴(kuò)散速率。

#### 4. SEI膜的增厚

SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）是鋰離子電池負(fù)極表面的一層保護(hù)膜，它在電池充放電過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。然而，在低溫環(huán)境下，SEI膜會(huì)增厚，導(dǎo)致鋰離子在SEI膜中的傳導(dǎo)速率降低。這種變化不僅降低了電池的充放電效率，還可能引起電池極化現(xiàn)象的加劇，從而影響電池的整體性能。

#### 5. 負(fù)極析鋰現(xiàn)象

在低溫條件下，鋰離子電池負(fù)極的析鋰現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。析出的金屬鋰會(huì)與電解液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉積物，這些沉積物會(huì)進(jìn)一步增加固態(tài)電解質(zhì)界面的厚度，從而進(jìn)一步降低電池的低溫性能。

### 鋰離子電池廠(chǎng)家介紹

#### 比亞迪

比亞迪創(chuàng)立于1995年，是新能源汽車(chē)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有行業(yè)領(lǐng)先的汽車(chē)電池技術(shù)。比亞迪在鋰離子電池的研發(fā)和生產(chǎn)方面取得了顯著成就，形成了完整的電池產(chǎn)業(yè)鏈。其推出的刀片電池更是以其高能量密度、長(zhǎng)壽命和安全性贏得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。比亞迪在鋰離子電池低溫性能的提升方面也做出了不懈努力，通過(guò)優(yōu)化正極材料、改進(jìn)電解液配方等手段，有效提高了電池的低溫性能。

#### 寧德時(shí)代

寧德時(shí)代成立于2011年，是全球領(lǐng)先的鋰離子電池研發(fā)制造公司。公司專(zhuān)注于新能源汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，致力于為全球新能源應(yīng)用提供解決方案。寧德時(shí)代在鋰離子電池的低溫性能優(yōu)化方面取得了顯著成果，通過(guò)采用先進(jìn)的正極材料和電解液配方，顯著提高了電池在低溫條件下的放電容量和充電效率。

#### 億緯鋰能

億緯鋰能創(chuàng)立于2001年，是國(guó)內(nèi)知名的智慧互聯(lián)能源方案提供商。公司集鋰原電池、鋰離子電池、電源系統(tǒng)等業(yè)務(wù)于一體，產(chǎn)品覆蓋智能電網(wǎng)、智能交通、智能安防、儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域。億緯鋰能在鋰離子電池低溫性能的研究方面也取得了重要進(jìn)展，通過(guò)優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)、改進(jìn)負(fù)極材料等手段，有效提高了電池的低溫放電能力和充電效率。

#### 孚能科技

孚能科技（贛州）股份有限公司是贛州市與美國(guó)新能源材料開(kāi)發(fā)公司法拉塞斯能源公司的合作項(xiàng)目，主要生產(chǎn)錳酸鋰汽車(chē)動(dòng)力電池及相關(guān)產(chǎn)品。孚能科技在鋰離子電池的低溫性能優(yōu)化方面有著深厚的技術(shù)積累，其采用的高性能錳酸鋰正極材料在低溫條件下表現(xiàn)出色，顯著提高了電池的放電容量和充電效率。

### 提升鋰離子電池低溫性能的策略

針對(duì)鋰離子電池低溫性能的限制，可以從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行改進(jìn)：

1. **優(yōu)化正極材料**：通過(guò)研發(fā)新型正極材料，提高其在低溫下的鋰離子擴(kuò)散速率和放電容量。
2. **改進(jìn)電解液配方**：采用低黏度、高導(dǎo)電性的電解液配方，降低低溫下電解液的黏度，提高鋰離子的傳輸速率。
3. **優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)**：通過(guò)改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)，提高電池在低溫條件下的熱管理性能，降低電池內(nèi)部的溫度梯度。
4. **改進(jìn)負(fù)極材料**：采用高性能的負(fù)極材料，提高其在低溫下的鋰離子擴(kuò)散速率和充放電效率。
5. **加強(qiáng)電池管理系統(tǒng)**：通過(guò)智能電池管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，優(yōu)化充放電策略，提高電池在低溫條件下的使用效率。

### 結(jié)語(yǔ)

鋰離子電池的低溫性能是影響其進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。通過(guò)優(yōu)化正極材料