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離子電池以其高比能和功率密度、長循環(huán)壽命和環(huán)保等優(yōu)點，在消費類電子產(chǎn)品、電動汽車和儲能領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池作為新能源汽車的動力源，在實際應(yīng)用中仍然存在許多問題，如低溫下能量密度明顯降低，循環(huán)壽命也受到影響，嚴重限制了鋰離子電池的規(guī)模。

目前，造成鋰離子電池低溫性能差的主要因素仍存在爭議。然而，鋰離子電池低溫性能差的原因有三個:

1. 低溫時，電解質(zhì)粘度增加，電導(dǎo)率降低。

2. 電解液/電極邊界膜阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗增大。

3.鋰離子在活性物質(zhì)本體中的遷移率降低，導(dǎo)致電極極化率增加，低溫充放電容量降低。

此外，在低溫充電過程中，特別是在低溫高速率充電時，負極會發(fā)生金屬鋰沉淀和沉積。沉積的金屬鋰容易與電解液發(fā)生不可逆反應(yīng)，消耗大量電解液。同時，SEI膜的厚度進一步增大，導(dǎo)致電池負膜表面阻抗進一步增大，電池極化增強，這將對電池的低溫造成很大的破壞。能源、循環(huán)壽命和安全性能。

本文從正極材料、電解質(zhì)和負極材料三個方面系統(tǒng)地探討了影響鋰離子電池低溫性能的主要因素，并提出了提高鋰離子電池低溫性能的有效方法。

一、陰極材料

負極材料是制造鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一。它的性能直接影響電池的性能。材料的結(jié)構(gòu)對鋰離子電池的低溫性能有重要影響。

橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4具有放電比容量高、放電平臺穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)性能好、原料豐富等優(yōu)點。它是鋰離子電池的主流陰極材料。而磷酸鐵鋰屬于Pnma空間基團，P占據(jù)四面體位置，過渡金屬M占據(jù)八面體位置，Li原子沿[010]軸沿一維方向形成遷移通道。這種一維離子通道使鋰離子以單一的方式有序的被移除或嵌入，嚴重影響了鋰離子在材料中的擴散能力。特別是在低溫下，鋰離子在體中的擴散進一步受阻，阻抗增大，極化更加嚴重，低溫性能較差。

鎳鈷錳基LiNixCoyMn1-x-yO2是近年來發(fā)展起來的一種新型固溶材料。它具有類似LiCoO2的單相分層結(jié)構(gòu)。該材料具有可逆比容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等優(yōu)點。并成功地應(yīng)用于動力電池領(lǐng)域，應(yīng)用規(guī)模迅速發(fā)展。但仍有一些問題亟待解決，如電子導(dǎo)電性低、大倍率穩(wěn)定性差，特別是隨著鎳含量的增加，材料的高低溫性能變差。

富鋰錳基陰極材料具有較高的放電比容量，有望成為下一代鋰離子電池陰極材料。然而,有許多問題在富鋰錳的實際應(yīng)用:首次不可逆容量高,而且很容易從分層結(jié)構(gòu)更改為尖晶石結(jié)構(gòu)在充放電過程中,使得李的擴散通道+被過渡金屬離子遷移,導(dǎo)致容量衰減嚴重,和可憐的離子和電子電導(dǎo)率,導(dǎo)致可憐的性能和低溫性能。

提高陰極材料低溫離子擴散性能的主要途徑如下:

1. 導(dǎo)電性能優(yōu)異的活性材料表面涂層可以提高陰極材料的界面電導(dǎo)率，降低界面阻抗，減少陰極材料與電解質(zhì)的副反應(yīng)，穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)。