高低温对锂电池分别有什么影响？
由于电池行业的不断发展，锂电池凭借着种种优势而被市场所普及。锂电池跟我们的生活息息相关，在日常生活中，随处可见，移动设备，汽车，电动车，路灯，办公设备，UPS，无人机，智能机器人等等。那么锂电池发展到今天，技术已经颇为成熟，而且有高温和低温专用的锂电池，昨天，有用户问到小编，高低温对锂电池分别有什么影响？？下面请看小编来解答。
高温（严寒）对电池有害
以移动设备为例，比较容易理解：
&&高温可以降低电池的容量，此要素将影响全部类型的设备 —— 甚至智能手机因为工作程序也会致使升温 —— 笔记本电脑实行负载任务时，也将变得很热。笔记本电脑的电池一般间隔电子元器件较近，实行许多去任务时，元器件过热也会使电池受损。
&&假设你的笔记本电脑常常长时间开机，机器温度较高，建议将电池取出，可以防止电池遭到高温的腐蚀，然后前进电池的运用寿数。笔记本电脑假设仅是用于一般工作，则不会发作太大不一样，可是假设用户常常玩大型游戏，致使温度过高，那么取下电池将有助于延伸电池寿数。当然，这仅适用于可拆卸电池的笔记本电脑。
&&用户所属地域的气候也是一个疑问。假设你住的本地非常热，或许你的设备存放在一个温度较高的本地 —— 例如，夏天在太阳暴晒下的汽车里 —— 你的电池将损耗更快。所以，尽量使你的设备置于靠近室温的环境中，防止置于很热的本地。
&&极点严寒的气温也或许降低你的电池寿数。不要把备用电池置于冰柜，假设你地点的地域极为严寒，也不要把装有电池的设备置于极低温度的环境中。
同理，其它设备中也是如此，太阳能路灯，移动办公用品，军工用品，智能机器人，UPS等等设备的锂电池都是一样。
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　　（国网山东省电力公司临沂供电公司 山东临沂& 276000）
　　摘要：循环寿命是衡量锂离子电池质量优劣的重要指标，影响锂离子电池循环寿命的因素是多方面的。结合国内外文献。综述了影响锂离子电池循环寿命的因素，分别使用环境和充放电制度截止电压等方面进行了探讨。
　　关键词：锂离子电池；使用寿命；影响因素
　　Abstract: Cycle life is an important indicator of the lithium- there are many factors affecting the cycle life of lithium-ion battery. Combining domestic and foreign literatures, the factors affecting the lithium-ion battery cycle life were reviewed, from the recession, using environment and charge-discharge system.
　　Key words: lithium- influencing factor
　　随着我国汽车大量生产与使用，能源安全和环境污染问题日益严重，大力发展电动汽车已成为当前产业发展的必然选择[1]。电池作为电动汽车的唯一能量来源，且在目前市场上锂离子电池的性能最好，已经被大部分汽车厂商作为电动汽车的研发对象[2]锂离子电池充放电循环过程是一个复杂的物理化学反应过程，其循环寿命影响因素是多方面的。一方面与电池本身的 特性相关，例如设计、制造工艺和材料性能退化等；另一方面 与使用过程中电池受外界的影响有关，例如使用环境和充放电制度等。下面就对影响锂离子电池循环寿命的因素进行分析。锂离子电池充放电循环的过程即为锂离子通过电解液在正负极材料之间来回脱嵌、移动的过程。在锂离子电池循环过程中，除在正负极发生氧化还原反应外，还存在大量如果能将锂离子电池的副反应降至低水平，使锂离子通过电解液始终能顺畅地往返于正负极材料之间，就能使锂离子电池的循环寿命得以增加。
　　1.锂离子电池寿命衰退性能分析
　　受限于目前锂离子电池技术发展瓶颈，对电池使用寿命的影响因素进行分析，用以研究电池寿命显得十分重要。锂离子电池的使用寿命在不断地充放电循环过程中，因电池内部不间断发生的电化学反应而使电池的材料性质发生衰退，而从实际使用环境条件来看，影响电池寿命衰退的因素主要包括环境温度，充放电倍率及充放电截止电压[3]。
　　2.影响电池使用寿命的因素-环境温度
　　锂离子电池的使用环境对其循环寿命影响也是非常重要的。其中，环境温度是十分重要的因素。环境温度过低或过高都会影响锂电池的循环寿命。不同的锂离子电池有不同的最佳使用温度，温度过高或过低都会对其使用寿命产生影响。随着温度的降低，电池的放电容量都会有所下降[4]。锂离子电池在使用过程中为满足不同的驾驶工况从而采用不同的放电倍率，放电倍率越大，电池的容量衰减越快。截止电压不同对电池使用寿命的影响主要表现在更低的截止电压会加速电池本身的衰退过程，导致电池容量衰减更快[5]。使用锂离子电池的设备在运输或正常工作的情况下，有可能会经受振动、冲击、碰撞等条件的考验。某些锂电池在与系统通信时进行充放电并根据一定频率接收数据信息。设备振动时的频率有可能对电池频率产生干扰，从而引起芯片数据出错或引发保护电路动作[6]。强振动或冲击下，锂离子电池的极耳、外部的连线、接线柱、焊点等可能会折断或脱落，电池极片上的活性物质也可能剥落，这都会影响电池的寿命甚至产生危险的情况[7]。
　　对同一类型锂离子电池做充放电循环实验。选择统一的恒流恒压充电方式，分别在不同的环境温度(0℃；10℃；24℃；40℃)下得到的电池容量衰减曲线如图1,所示：
　　图1& 不同环境温度下的锂离子电池容量曲线
　　Fig.1& Lithium-ion battery capacity curves at different ambient temperatures
　　3．影响电池使用寿命的因素-充放电电流
　　锂离子电池的使用过程即充放电循环的过程，充放电电流的大小、充放电截止电压的选择及采用何种充放电方式等充放电制度对锂离子电池的循环寿命也有很重要的影响。凡盲目增大电池的工作电流、增加充电截止电压、降低放电截止电压等都会使电池性能下降。当锂电池的放电电压低于放电截止电压时，就形成了过放电。在过放电的过程中，锂离子从负极上会过度脱出，下次充电时再嵌入会比较困难。锂离子电池在使用过程中为满足不同的驾驶工况从而采用不同的放电倍率，放电倍率越大，电池的容量衰减越快。下面是锂离子电池在同一环境，同一充电方式下，不同的放电倍率(0.5C,1C,5C)对电池容量的影响如图所示：
　　图2& 不同放电倍率下的锂离子电池容量曲线
　　Fig.2& Lithium-ion battery capacity curves under different discharge rate
　　4．影响电池使用寿命的因素-截止电压
　　截止电压同样是影响电池使用寿命的一种因素，充放电截止电压在电池长期使用过程中变现出来的衰减是相对较为严重的。&&&&&&&
　　截止电压不同对电池的使用寿命的影响主要表现在更低的截止电压会加速电池本身的衰退过程，导致电池容量衰减更快]。设置在统一的充电环境，不同的放电截止电压(2.7V；3.0V；3.3V)下的循环试验，得到的容量衰减曲线如图所示：
　　图3& 不同截止电压下的锂离子电池容量曲线
　　Fig.3& Lithium-ion battery capacity curves at different cutoff voltages
　　5.结论
　　通过分析可知，无论在设计制造还是使用过程中，影响锂离子电池循环寿命的因素是多方面的。锂离子电池的应用越来越广泛，对锂电池的需求在数量和质量上都提出更高的要求。循环寿命直接影响锂离子电池的使用时间和品质，因此生产者对其影响因素的研究是十分必要的。
　　参考文献
　　[1]陈瑞青,白辰.中国新能源汽车发展现状问题及对策[J].汽车工业研究,-12.
&&&&&&&&&[2]吴宇平.锂离子电池&应用与实践[M].北京:化学工业出版社,.
　　[3]Smith M.Batteries versus biomass as a transport solution[J].Nature,.
　　[4]时玮.动力锂离子电池组寿命影响因素及测试方法研究[D].北京:北京交通大学,2013:4.
　　[5]郑洪河.锂离子电池电解质[M].北京:化学工业出版社,2006:15.
　　[6]张超.锂离子电池寿命的研究[D].天津:南开大学,.
　　[7]郭红霞.电池制造过程与质量控制[M].北京:,
　　作者简介：
　　胡忠彩（1963-），电力工程师，研究方向为输配电检修
　　郑玉实（1969-），高级工程师，研究方向为输配电工程建设
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众所周知，锂电池的容量会随温度的变化而变化，随着冬天的来临，锂电池似乎进入了冬眠状态，这给新能源汽车以及数码产品用户带来不小的烦恼。本文主要研究低温对锂电池的影响以及业界的研发进展情况。
低温对磷酸铁锂电池的影响
目前，磷酸铁锂电池是应用在电动汽车上最多的电池，这种电池安全性高，单体寿命较长，但磷酸铁锂有一个致命的缺点，他的低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如，磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易产生极化，从而降低电池容量；受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂，如果充电后搁置时间不足而投入使用，金属锂无法全部再次嵌入石墨内部，部分金属锂持续存在负极的表面，极有可能形成锂枝晶，影响电池安全；低温下，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大；此外，在磷酸铁锂的生产工艺中，粘接剂也是一个非常关键的因素，低温对粘接剂的性能也会产生较大影响。
低温对钛酸锂电池的影响
同样是锂电池，钛酸锂电池的耐低温性能则比较优异。尖晶石结构的钛酸锂负极材料嵌锂电位约1.5V，不会形成锂枝晶，在充放电过程中体积应变小于 1%。纳米化的钛酸锂电池可大电流充放电，实现了低温快充的同时又保障了电池的耐久性和安全性。比如，主打钛酸锂电池的银隆新能源，其产品具备在-50-60℃的正常充放电能力。钛酸锂电池有着材料上的优势，它在低温下仍然可以实现快充，这种任性，其他材料电池很难学来。
为何充电比放电更需要温度？
许多企业的电池产品能够实现低温下正常放电，但在同样的温度下，实现正常充电就比较吃力，甚至无法充电，当Li+嵌入石墨材料时，首先要去溶剂化，这个过程会消耗一定能量，阻碍了Li+扩散到石墨内部；相反，Li+在脱出石墨材料进入到溶液中时，会有一个溶剂化过程，而溶剂化不消耗能量，Li+可以快速脱出石墨。因此，石墨材料的充电接受能力要明显逊色于放电接受能力。
低温环境下，电池充电有一定的风险。因为随着温度的降低，石墨负极的动力学特性进步一变差，充电过程中，负极的电化学极化明显加剧，析出的金属锂容易形成锂枝晶，穿破隔膜并导致正负极短路。
尽量避免锂离子电池在低温下充电。当电池必须在低温下充电时，需要尽可能选择小电流（即慢充）对锂离子电池进行充电，并在充电后对锂离子电池进行充分搁置，从而保证负极析出的金属锂能够与石墨反应，重新嵌入到石墨负极内部。
业内企业及科研机构对电池耐低温性能的探索和攻关，多着眼于对现有正负极材料的工艺改进，以及通过提高电池的局部环境温度为电池在低温下工作创造条件。随着的技术的进一步发展，锂电池在低温环境下将有进一步的突破。
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