溫度既是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電源系統(tǒng)中控制的最主要的參數(shù)之一,也是影響電池性能的最主要的參數(shù),在電池的所有檢測(cè)制度中,必須注明溫度,原因就是溫度對(duì)鋰電池性能的影響比較大,包括電池的內(nèi)阻、充放電性能、安全性、壽命等。
隨著溫度的降低,鋰離子電池的放電平均電壓和放電容量均會(huì)有所降低,尤其當(dāng)溫度為-20℃時(shí),電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。
從電化學(xué)角度分析,溶液電阻、SEI膜電阻在整個(gè)溫度範(fàn)圍內(nèi)變化不大,對(duì)電池低溫性能的影響較小;電荷傳遞電阻隨溫度的降低而顯著增加,且在整個(gè)溫度範(fàn)圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大於溶液電阻和SEI膜電阻。這是因?yàn)殡S著溫度的降低,電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低,SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大,導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大,在電池的放電曲線(xiàn)上就表現(xiàn)為平均電壓和放電容量均隨著溫度降低而降低。
鋰電池的最佳使用溫度是0-35°C。低溫環(huán)境會(huì)降低鋰離子的活性,電池放電能力變?nèi)?,使用時(shí)間縮短。如果鋰電池處?kù)兜蜏丨h(huán)境的時(shí)間較短,這種損害只是暫時(shí)的,不會(huì)對(duì)電池容量產(chǎn)生損害,當(dāng)溫度回升之後,性能就會(huì)緩慢恢復(fù)。
不過(guò),如果電池長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境下工作和充放電,電池陽(yáng)極表面會(huì)析出金屬鋰,這個(gè)過(guò)程不可逆,會(huì)對(duì)電池容量造成永久損害。低溫下手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī),一方面是出於保護(hù)電池的原因,另一方面,是自身電池的製造不合格和老化所致。
總之,由於鋰離子電池在低溫放電時(shí)的電壓平臺(tái)較低,因此會(huì)造成其在低溫下的放電容量明顯降低,但是這種損失會(huì)隨著常溫充放電的進(jìn)行而自動(dòng)彌補(bǔ),屬於可逆的損失。但是對(duì)於低溫充電而言,溫度過(guò)低或者倍率過(guò)大都會(huì)造成電芯不可逆的形成鋰枝晶和不可逆的容量損失,並影響電池的安全性能。