高溫低溫對鋰電池充電的影響

鋰電池在高溫、低溫環(huán)境下（低于20℃）以及長期的低溫使用環(huán)境都會對鋰電池的性能造成不良影響。低溫會降低鋰離子在隔膜中所產(chǎn)生的負極性，使其無法形成鋰離子的可逆復合膜，從而導致電池在使用過程中析出大量結(jié)晶，降低了電池的電化學性能。高溫會加速電解液分解和產(chǎn)生有害物質(zhì)（尤其是Na2SO4),從而降低電池性能。此外，高溫也為材料產(chǎn)生結(jié)晶，導致電池性能惡化，并導致爆炸的風險。低溫下（低于10℃）或長期使用后，溫度過高會使材料分解產(chǎn)生一系列有害物質(zhì)以及溫度越高發(fā)生化學反應(yīng)越多。在鋰離子電池中還含有正極基質(zhì)以及電解液成分，而電解液成分會對鋰離子與電解液反應(yīng)產(chǎn)生不良影響。

一、高低溫對鋰電池的損害

1、高溫對鋰電池的損害

在電極/電解液界面上的電化學反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟。如果溫度上升，鋰聚合物電池輸出功率會上升。溫度也影響電解液的傳送速度，溫度上升則加快，傳送溫度下降，傳送減慢，電池充放電性能也會受到影響。但溫度太高，超過45℃，會破壞電池內(nèi)的化學平衡，導致副反應(yīng)。

2、低溫對鋰電池的損害

鋰電池短時間在低溫環(huán)境下使用，或者溫度不夠低的情況下，只會暫時影響鋰電池的電池容量，但不會造成長久傷害。但是如果長時間在低溫環(huán)境中使用，或者在-40℃超低溫環(huán)境中，鋰離子電池可能會被“凍壞”造成長久損害。

另外，在低溫情況下對鋰離子電池充電，會在電池陽極表面析出金屬鋰，而且這個過程不可逆。這樣就會對電池造成長久損害，降低電池的安全性。所以很多鋰電池設(shè)備會有保護裝置，使得在低溫情況下無法充電。

二、溫度對鋰電池充電的影響

溫度是電動汽車動力電源系統(tǒng)中控制的主要的參數(shù)之一，也是影響電池性能的主要的參數(shù)，在電池的所有檢測制度中，必須注明溫度，原因就是溫度對電池性能影響比較大，包括電池的內(nèi)阻、充電性能、放電性能、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有所降低，尤其當溫度為-20℃時，電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。從電化學角度分析，溶液電阻、SEI膜電阻在整個溫度范圍內(nèi)變化不大，對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，且在整個溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。這是因為隨著溫度的降低，電解液的離子電導率隨之降低，SEI膜電阻和電化學反應(yīng)電阻隨之增大，導致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學極化均增大，在電池的放電曲線上就表現(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zui佳使用溫度是0到35攝氏度。低溫環(huán)境會降低鋰離子的活性，電池放電能力變?nèi)酰褂脮r間縮短。如果鋰電池處于低溫環(huán)境的時間較短，這種損害只是暫時的，不會對電池容量產(chǎn)生損害。當溫度回升之后，性能會恢復。

不過，如果電池長時間在低溫環(huán)境下工作和充放電，電池陽極表面會析出金屬鋰，這個過程不可逆，會對電池容量造成長久損害。低溫下手機會自動關(guān)機，一方面是出于保護電池的原因，另一方面，也是自身電池的制造不合格和老化所致。

總而言之，由于鋰離子電池在低溫放電時的電壓平臺更低，因此會造成低溫下放電容量的明顯降低，但是這種損失會隨著常溫充放電的進行而自動彌補，屬于可逆的損失。但是對于低溫充電而言，溫度過低或者倍率過大都會造成電芯不可逆的形成鋰枝晶和不可逆的容量損失，并影響電池的性能。