鋰離子電池具有高的能量密度，加上設計靈活性及循環壽命長、無記憶（yì）效應、自放電率低、對環境無汙染等顯著特（tè）點，在移動式電子（zǐ）設備（bèi）、電動汽車以及國，防軍工（gōng）等高技術領域得到了越（yuè）來越廣泛的應用，但是（shì）由於電動汽車、航天及軍事等領域的使用環境比（bǐ）較苛刻，要求（qiú）鋰離子電池要在較寬的溫度範圍內使用，因比其高低溫性能一直備受（shòu）人們的關注。本文以一種國內已商品化的（de）鋰離子電池的科研改進型號為研究對象，對其在高低溫條（tiáo）件下的性能進行（háng）了測試，為廠家改進電（diàn）池工藝提供了一定的（de）數據參考。
1、實驗
1. 1儀（yí）器與材料
實驗儀器：高精度電池性能測試（shì）係統、恒溫恒濕試驗箱。
實驗電池：國產電（diàn）池芯、標稱電壓37 V、標稱（chēng）容量11 Ah。
1.2 實驗（yàn）方法及條件
（1）試驗前準備工作：
a.在常溫（23±2）℃下，將實驗所用電池穩定循環（huán）5次。充放電（diàn）條件（jiàn）：將電池用3500 mA恒流充電到4.2 V轉恒壓充電至350 mA；充放電之間擱置1h；用3 500 mA恒流放電至27
V。
b.分別將電池在-20℃和65 ℃的環境條件下擱置6 h，再進行不同溫度（dù）（-20℃和65℃）下的（de）充放電實驗。
（2）高低溫充放電
將電池置（zhì）於高溫防爆箱（65℃）或調溫調濕（shī）箱（-20 ℃）中，用3 500 mA恒流充電到42 V轉恒壓充電至350 mA；充放電之間擱置1 h；用3500 mA恒流放電至2 7 V。
2、實驗（yàn）結果及討論
2.1 鋰離子電池的低溫充放電性能
電池在常溫（23±2）℃和低溫（-20 ℃）條件下的充電曲線如圖1所（suǒ）示。
表1給出了電（diàn）池在常溫與低溫下的恒流（liú）恒壓充電容量與充電總容量的數值。
結合圖1和表1可知，與常溫（wēn）充（chōng）電過（guò）程相比，電池在低溫時（shí）.恒流充電過（guò）程中的端電壓（yā）升高（可能是，由於在低溫條件下，電池的極化比較大，相應的電壓變化也比較大），恒流（liú）充電時間降低，而其（qí）恒壓（yā）充電時間明顯延長，使得電（diàn）池的（de）平均（jun1）充電電壓上升，充電效率降低。電池的恒（héng）流（liú）充電容量與充電總容量降低，室溫條（tiáo）件下，電池的恒流充電容量與充電總容（róng）量（liàng）之比為52%；當溫度降到（dào）-20 ℃ ，電池的恒流充電（diàn）容量與充電總（zǒng）容（róng）量之比僅為6. 2%。原因分析：電池在低溫下，電池中的活性物質的化學活（huó）性降低；電解液中的（de）部分（fèn）溶劑（jì）凝固，導致Lit遷移的（de）數量減少，導電能力下降；電池（chí）充電的過程中出現大量金屬鋰沉積，濃差極（jí）化增加（jiā），電壓快（kuài）速升高。
電（diàn）池分別在常溫（23±2）℃和低溫-20 ℃條件下的放（fàng）電曲線如圖2所示。
從圖（tú）中可以看出：在（zài）-20 ℃時，鋰離子電池放電過程的端電壓降低，放電平（píng）均電（diàn）壓降低，放（fàng）電的電壓平台較常溫而言下降較快。這可（kě）能是由於在（zài）低溫條件下，電解液的離子導電率降（jiàng）低，導致低溫下歐姆極化、濃度極化和電化學極化均增大，在電池（chí）放電曲線上（shàng）就（jiù）表現為放電電壓的降低。對於其（qí）容量而（ér）言，由於低溫時的（de）充電效率不高（gāo），導致其放電（diàn）容量也相（xiàng）應（yīng）下降（jiàng）。從電池的（de）微觀來看，低溫（<0 ℃）充電（diàn）會（huì）引（yǐn）發鋰離子還原成金屬鋰枝晶反應，這種鋰金屬枝晶（jīng），銳角鋒利，易刺穿電池內部隔膜，引發電（diàn）池內短路，存在一定的（de）安全隱患。
2.2 鋰離子電池的高溫充放電（diàn）性能（néng）
電池分別在（zài）常溫（23±2）℃和高溫（wēn）65℃條件下的充電曲線（xiàn）如圖3所示。
表2給出了電池在常溫與低（dī）溫下的恒（héng）流、恒壓（yā）充電容量與充電總容量的（de）數值。
結合圖3和表2可以看出（chū）：與常溫（wēn）充（chōng）電過程相比，電池在高溫時（shí）的充電電壓迅速升高到充（chōng）電限製（zhì）電壓；恒流充電時間明顯降低，而其（qí）恒壓充電時間（jiān）幾乎（hū）為0，整個（gè）充電過程迅速結束。電池在65 ℃儲存一段時間後，在該條件下充人的容量僅（jǐn）為（wéi）常溫的20.8%。這可能是由於在高溫（wēn）條件下充電（diàn）時，電池的正負極材料表麵SEI膜發生變化、電解液等可能在高溫（wēn）條件下發生（shēng）一定（dìng）的副反應、活性鋰的量減少（shǎo）以及電池的內（nèi）部結構發生了一定的不（bú）可逆變化，使得電池的內阻增大。同時（shí），電池中的某些添加劑在常溫時（shí）有利（lì）於電池性能的提高，但其在高溫條件下卻不一定可以起到同樣的效果。
電池分別在常溫（23±2）℃和高溫65 ℃條（tiáo）件下的放（fàng）電曲線如圖4所示。
從（cóng）圖中可以看出：在65℃時鋰離子電池的放電起始電壓明顯下降，放電時間減少；同時由於充電接受能力（lì）下降造（zào）成充人容量降低.故其（qí）放電容量低。
隨後將該電池重新置於室溫環境擱置一段（duàn）時間待（dài）其穩定後，再對其進行充放電實驗（yàn），發現（xiàn）這種由於高溫引起（qǐ）的變化呈現出嚴重的不可逆性。這可能（néng）是由於（yú）高溫條件下，引（yǐn）起了電（diàn）池（chí）電解液的分解或者是電池材料的結構發生了不可逆的變化，導（dǎo）致電池在高溫條件下充放電電壓平台以及容量的（de）下降。
電池經（jīng）高溫（wēn）充放電後，電池在室溫下擱置觀察無變形，無（wú）爆炸等現象，這些指標均符合電池標準（zhǔn）要求。
3、結論
本文對電池在低溫-20 ℃和高溫65 ℃下的充放電（diàn）性能進行了測試，研究表明（míng）：在-20℃低溫擱（gē）置後，該電池外形沒有發生變化，在低（dī）溫下充人的（de）容量為常溫的83%；在65℃高溫擱置後，電池在高溫下（xià）充人的容量僅為常溫的20. 8%，且再將電（diàn）池恢複至，常（cháng）溫後其容量無法恢複。可見該電池的低溫充放（fàng）電，性能優於其高溫性能，但都劣於常溫充放電性能。而對於電池在高（gāo）低溫條件（jiàn）下的（de）充放電現象的具體（tǐ）原因，香蕉视频將在後續的試驗中做更進一步的研究。
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