提升低温磷酸鐵锂電池性能的方法

TIME: 2020-02-18 磷酸鐵锂電池知识百科锂電池百科

在目前已知低溫電池研发和应用情况，低温磷酸鐵锂電池在电极材料、隔膜、极片、极耳外壳等方面的材料基本相同，对提升低温性能方面也差不多，所不同的，是低温电解液，差别比较大，直接影响了电池在低温环境放电的性能，因此提升低温磷酸鐵锂電池性能主要客源从电解液方面着手。

锂離子電池的运作的温度范围显示了它的应用特性。在非常低的温度下，航天要求锂離子電池在-60℃到-80℃时有合理的放电效率，而钻井工业则要求在超过100℃时能有很好的性能。

除了这两个细分市场，大多数锂離子電池应用的温度窗口是-50C～80℃。这些窗口包括家用电子产品和电动工具（-20℃到60℃），HEV（-30℃到70℃）和军事应用（-50℃到80℃）。

目前锂離子電池电解质的溶剂多采用碳酸酯系列高纯有机溶剂，如乙烯碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC）、二甲基碳酸酯（DMC）、二乙基碳酸酯（DEC）等。然而，单一溶剂在性能上往往不能同时具备实际要求的多方面性能，将多种溶剂按一定比例混合后得到的多组分混合溶剂往往优于单一溶剂。通过优化有机溶剂来改善电解液低温性能就是要寻找能和目前电解液混溶的低熔点有机溶剂。

使用低溫下熱導性能較好的電解液溶劑體系，提高電池在低溫下充放電時的本體溫度，如選用溶劑體系DMC+DEC等。

使用熔點與黏度較低的有機溶劑，拓寬電解液的液態溫度範圍，如選用羧酸酯溶劑丙酸乙酯、丁酸甲酯等。

優化配方：

ECIPC\DMC\EMC\DEC，2%VC+低溫添加劑
B）EC\PCEMC\EP\DEC，2%VC+低溫添加劑

目前应用最广泛的锂盐是LiPF6，主要原因是它在有机溶剂中有很好的溶解性、比较高的电导率，而且成本相对比较低。但由于LiPF6对微量水十分敏感，其分解产物含HF，容易腐蚀正极材料和集流体，并且缺乏温度稳定性而影响了锂離子電池的发展。通过使用更稳定、低温性能更好的锂盐也是改善电解液低温性能的重要途径之一。

加入添加剂来提高锂離子電池有机电解液低温生能是另外一个研究热点，也是未来该领域重要的一个发展方向。添加剂因为具有用量小、见效快的寺点，所以能在基本不提高生产成本和改变生产工艺的情况下，明显改善锂離子電池性能。

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