低温下锂电池的容量为何会变低

锂电池从开始商用以来，就得到了市场的广泛认可。随着需求的增加，锂电池以其长寿命、大容量、环保、无记忆效应等特点，逐渐在电池应用领域中拓展。

 

然而，锂电池在低温环境下使用时存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题，使其不能满足某些特定领域的使用。低温环境下，电解液的黏度增大，甚至部分凝固，导致锂离子电池的导电率下降。

 

低温环境下电解液与负极、隔膜之间的相容性变差。低温环境下锂离子电池的负极析出锂严重，并且析出的金属锂与电解液反应，其产物沉积导致固态电解质界面（SEI）厚度增加。低温环境下锂离子电池在活性物质内部扩散系统降低，电荷转移阻抗（Rct）显著增大。

据有效统计，锂电池在零下20℃放电时，只有标称容量的30%左右。一些传统的低温锂电池可以满足在-20~+55℃之间正常放电。但是在航空航天、极地科考、特种装备等领域，要求锂电池能在-40℃正常工作。因此，低温锂电池的出现就有了重大意义。

 

低温锂电池是针对化学电源的性能所固有的低温缺陷而专门研发的一种特种锂电池。低温锂电池选用VGCF和比表面积在(2000±500)㎡/g的活性炭为添加剂及其相匹配的正负极材料，注入添加特殊添加剂的特种电解液，保证了低温锂电池的低温放电功能，同时高温70℃搁置24h体积变化率≦0.5%，具有常规锂电池的安全和存储功能。

 

低温锂电池指工作温度在-40℃以下，同时可满足锂离子电池国标GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》或者中华人民共和国国家军用标准GJB4477-2002《锂离子蓄电池组通用规范》要求的锂离子电池。

 

主要应用领域：特种设备、航空航天、极地科考、寒带抢险、电力通信、公共安全、医疗电子、铁路、船舶、机器人等领域。

 

低温锂电池具有质量轻、比能量高及寿命等优点，被广泛用于各种电子设备。其中低温电池聚合物锂离子电池还具有包装简单、电池的几何外形易于改变、超轻超薄及高安全性等优点成为众多移动电子产品的电源。

 

普通民用电池-20℃无法使用，低温锂电池-50℃仍可正常使用。目前在0℃或以下温度环境下一般采用低温电池。除通信电源外军用的移动电源、信号电源以及小型动力设备驱动电源等也同样需要使用低温电池这些电源在野外工作时也同样有低温性能的要求。

 

我国正在实施的宇宙飞行、登月计划等太空探索工程也都需要使用高性能的储能电源特别是低温锂电池。由于军用通信产品对电池特性具有更严格的要求，特别是要求在较低的温度下也要提供通信保障。所以开发低温锂电池对于军事与航天事业的发展意义重大。