磷酸鐵鋰離子電池低溫性能差，其低溫性能不能適應(yīng)特殊低溫天氣或極端環(huán)境的缺點(diǎn)也愈發(fā)明顯。低溫條件下，鐵鋰離子電池的有效放電容量和都會(huì)有明顯的下降。這是什么原因呢?

磷酸鐵鋰離子電池重要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液組成。處于低溫環(huán)境的鋰離子電池存在著放電電壓平臺(tái)下降、放電容量低、容量衰減快、倍率性能差等特點(diǎn)。

磷酸鐵鋰離子電池低溫性能低劣的原因：

1、生產(chǎn)環(huán)境

磷酸鐵鋰離子電池做為一個(gè)化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品，其生產(chǎn)環(huán)境對(duì)溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求，假如沒有控制到位，電池品質(zhì)將出現(xiàn)波動(dòng)。

2、導(dǎo)電性差、鋰離子擴(kuò)散速度慢

高倍率充放電時(shí)，實(shí)際比容量低，這個(gè)問題是制約磷酸鐵鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應(yīng)用，這是一個(gè)重要的問題。

3、材料方面的影響

磷酸鐵鋰正極本身電子導(dǎo)電性比較差，另外比較容易產(chǎn)生極化，降低容量的發(fā)揮;負(fù)極這塊重要是低溫充電，因?yàn)樗鼤?huì)影響到安全性問題;電解液這一塊，可能低溫下黏度會(huì)增大，鋰離子遷移阻抗會(huì)增大;第四個(gè)就是粘結(jié)劑，現(xiàn)這個(gè)對(duì)電池的低溫性能影響也是比較大的。

4、正極材料

正極材料的三維結(jié)構(gòu)制約著磷酸鐵鋰離子電池的擴(kuò)散速率，低溫下影響尤其明顯。研究發(fā)現(xiàn)磷酸亞鐵鋰離子電池與鎳鈷錳三元電池在-20℃的放電性能，發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池在-20℃的放電容量只能達(dá)到常溫容量的67.38%，而鎳鈷錳三元電池能夠達(dá)到70.1%。

5、高熔點(diǎn)溶劑

由于鋰離子電池電解液混合溶劑中存在高熔點(diǎn)溶劑，鋰離子電池電解液在低溫環(huán)境下黏度增大，當(dāng)溫度過低時(shí)會(huì)發(fā)生電解液凝固現(xiàn)象，導(dǎo)致磷酸鐵鋰離子電池在電解液中傳輸速率降低。

6、SEI膜

低溫環(huán)境下，磷酸鐵鋰離子電池負(fù)極的SEI膜增厚，SEI膜阻抗增大導(dǎo)致鋰離子在SEI膜中的傳導(dǎo)速率降低，最終鋰離子電池在低溫環(huán)境下充放電形成極化降低充放電效率。

影響磷酸鐵鋰離子電池一致性的因素：

1)原材料的品質(zhì)：特別是磷酸鐵鋰材料系新生事物，其制造設(shè)備、合成工藝都不安全成熟、品質(zhì)易出現(xiàn)波動(dòng)，導(dǎo)致電池產(chǎn)品一致性受到影響。

2)生產(chǎn)環(huán)境：磷酸鐵鋰離子電池做一個(gè)化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品，其生產(chǎn)環(huán)境對(duì)溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求，假如沒有控制到位，電池品質(zhì)將出現(xiàn)波動(dòng)。

3)制造設(shè)備：生產(chǎn)過程中手工的成分越少、設(shè)備自動(dòng)化程度越高，鋰離子電池一致性越好。

磷酸鐵鋰離子電池在低溫下使用有哪些后果?

磷酸鐵鋰離子電池在低溫環(huán)境下使用受到限制，除了因?yàn)榉烹娙萘繒?huì)嚴(yán)重衰退外，低溫下也不能對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電。在低溫充電時(shí)，電池石墨電極上的鋰離子的嵌入和鍍鋰反應(yīng)是同時(shí)存在的且相互競(jìng)爭(zhēng)。低溫條件下鋰離子在石墨中的擴(kuò)散被抑制，電解液的導(dǎo)電率下降，從而導(dǎo)致嵌入速率降低而在石墨表面上會(huì)使鍍鋰反應(yīng)更容易產(chǎn)生。

低溫下正極材料活性降低，使得能夠發(fā)生移動(dòng)帶來放電電流的鋰離子數(shù)量下降，是容量下降的根本原因。

低溫下，正負(fù)極材料中，帶電離子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力變差，穿越電極與電解液的鈍化膜變得困難，在電解液中傳遞的速度也降低，并且在傳遞過程中還會(huì)額外產(chǎn)生很多熱量。鋰離子到達(dá)負(fù)極以后，在負(fù)極材料內(nèi)部的擴(kuò)散也變得不順暢。全部的過程，帶電離子的運(yùn)動(dòng)都變得困難重重，在外部看來，就是電芯的內(nèi)阻升高了。

低溫性能限制了磷酸鐵鋰離子電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域、特種領(lǐng)域及極端環(huán)境中的應(yīng)用，開發(fā)低溫性能優(yōu)異的鋰離子電池是市場(chǎng)的迫切需求。