三元低溫鋰電池

電池的溫度特性是電池可靠性的指示器，電池的性能也可通過改變環(huán)境溫度來進(jìn)行評估。鋰電池的低溫特性主要從低溫放電特性和循環(huán)壽命來考察，低溫電池最主要的是保持低溫條件下物質(zhì)的流動性，使鋰離子能夠自由穿梭于正負(fù)極之間，實(shí)現(xiàn)電池的充放電。比如使用熔點(diǎn)低的電解液，減小活性材料的粒徑，將增強(qiáng)電池的低溫性能，這是因為增加了鋰離子的通道，在一定程度上彌補(bǔ)了低溫下鋰離子移動慢的缺陷。

目前國內(nèi)外的三元鋰電池廠家基本都能做到-20度的放電溫度，且放電容量大于50%，循環(huán)壽命在400次左右，完全可以滿足普通的用電器具和用電場景。但是在特種航天，特種設(shè)備等特殊產(chǎn)品，或者北方，高山等嚴(yán)寒環(huán)境下，鋰電池必須能達(dá)到更低的放電工作溫度以滿足苛刻的使用條件。東莞市鉅大電子有限公司特種電芯研究院，聚集了一大批電化學(xué)專家和行業(yè)內(nèi)高工教授，憑借強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊，成功研制出低溫-40度放電，且放電容量高達(dá)67%的，主要針對特種和特種應(yīng)用的超低溫鋰電池，并成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大批量生產(chǎn)。

所謂動力電池是指電池支持高倍率大電流放電，功率密度高，單位時間內(nèi)釋放的能量多。倍率放電能力指的是充放電倍率增加的情況下，電池容量的保持能力。充放電的倍率用xC表示，1C意味著電池的標(biāo)稱容量能在1h用完，而以2C的倍率放電則可用30min。

電池的動力/倍率性能與電池的設(shè)計密切相關(guān)，受多種因素的影響，比如電解液，隔膜，活性材料的類型，活性顆粒的大小等等。這些因素中間，電極的厚度是影響大電流放電能力的主要因素。倍率放電能力可以通過將電極變薄而大大改進(jìn)，因為薄的電極里面具有較小的電子阻抗和離子阻抗，然而電極變薄會導(dǎo)致電極內(nèi)更少的活性物質(zhì)量，因此電池容量會減少。所以三元動力鋰電池主要的技術(shù)挑戰(zhàn)在于不減少容量的情況下增加大電流放電能力。

對三元動力鋰電池來說，目前研究最多，技術(shù)最成熟的當(dāng)屬日本松下公司，實(shí)驗階段已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)30C放電，其中已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的動力型18650三元鋰電池放電倍率可達(dá)12C，容量也高達(dá)3300mAh。國內(nèi)也有廠家做到較高的放電倍率，但電池的穩(wěn)定性還有待提高，尤其在使用一段時間后，其循環(huán)壽命和倍率放電能力會大大減小。有研究報道，通過顆粒包覆和改性等方法，可以提高鋰電池的倍率性能。