锂离子电池低温性能如何改善？

当前，研究人员对造成锂离子电池低温性能变差的主要因素还有争论，但下面3个因素是必然存在的。

第一，低温下电解液的粘度增大，电导率降低；第二，电解液/电极介面膜阻抗和电荷转移阻抗增大；第三，带电锂离子在正负极材料活性物质中的扩散能力减弱，翻译速度变慢，由此造成低温下电极极化加剧，充放电容量减小。

那么，锂离子电池低温性能如何改善？改善锂离子电池低温性能应从正极材料、负极材料和电解液入手。

正极材料

1、采用导电性优异的材料对活性物质本体进行表面包覆的方法，提升正极材料接口的电导率，降低接口阻抗，同时减少正极材料和电解液的副反应，稳定材料结构。

2、通过Mn、Al、Cr、Mg、F等元素对正极材料进行体相掺杂，增加材料的层间距来提高锂离子在本体中的扩散速率，降低离子的扩散阻抗，进而提升电池的低温性能。

3、降低材料粒径，缩短锂离子迁移路径。

负极材料

1、表面处理：其包括表面氧化和氟化，可以减少石墨表面的活性位点，降低不可逆容量损失，同时能生成更多的微纳结构孔道，有利于锂离子传输，降低阻抗。

2、表面包覆：如碳包覆、金属包覆，不但能避免负极与电解液的直接接触，改善电解液与负极的兼容性，同时可以增加石墨的导电性，提供更多的嵌入锂位点，使不可逆容量降低。

3、增大石墨层间距：石墨负极的层间距小，低温下锂离子在石墨层间的扩散速率降低，导致极化增大，因此可以向石墨中引入B、K等元素，改善石墨结构，增加层间距，提高脱/嵌锂能力。

4、控制负极颗粒大小：负极粒径越大，锂离子扩散路径越长，扩散阻抗越大，导致浓差极化增大，低温性能变差。

电解液

1、通过优化溶剂组成，使用新型电解质盐等途径来提高电解液的低温电导率。

2、使用新型添加剂改善SEI膜的性质，使其有利于Li+在低温下传导。

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