鋰離子電池具有高的（de）能量密度，加上設計靈活性（xìng）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（zhe）特點，在移（yí）動式電子設（shè）備、電動汽車（chē）以（yǐ）及國，防軍工（gōng）等高技術領域（yù）得到了越來越廣泛的應（yīng）用，但是由於電動汽車、航天（tiān）及軍事等領域的使用環境比較苛刻，要求鋰離子電池要在較寬的溫度範圍（wéi）內使用，因比其高（gāo）低溫性能一直備受人（rén）們的（de）關注。本文以（yǐ）一種國（guó）內已商（shāng）品化的鋰（lǐ）離子電池（chí）的科研（yán）改進型號為研究對象，對其在高（gāo）低溫條件下的性能進行（háng）了測試，為廠家改（gǎi）進電池工藝提供（gòng）了一定的數據參考。

    1、實驗（yàn）

    1. 1儀器與材料
    實驗儀器：高精（jīng）度電池性能測（cè）試係統、RK-TD-150高低溫防爆試驗箱（東莞瑞（ruì）凱/RIUKAI產）、RK-TH-408L恒溫恒（héng）濕試驗箱（東莞草莓视频网站/RIUKAI產（chǎn））。
    實驗電池：國產電池芯、標稱電壓37 V、標稱容量11 Ah。
    1.2  實驗方法及條件
    （1）試驗前準備工作：
    a.在常溫（23±2）℃下，將實驗所（suǒ）用電池穩定循環5次。充放電條件：將電池用3500 mA恒流充電到4.2 V轉恒（héng）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（jiāng）電池在-20℃和65 ℃的環境條件下擱（gē）置6 h，再進行不同溫度（-20℃和65℃）下的充放電實（shí）驗（yàn）。
    （2）高低溫充放電
    將電（diàn）池置於高溫（wēn）防爆箱（65℃）或調溫調濕箱（-20 ℃）中，用3 500 mA恒流充電到42 V轉恒壓充電至350 mA；充（chōng）放電之間擱置1 h；用3500 mA恒流放（fàng）電至2 7 V。

    2、實驗（yàn）結果及討（tǎo）論

    2.1 鋰離子電池的低（dī）溫充放電（diàn）性能
    電池在常溫（23±2）℃和低溫（-20 ℃）條件下的充電（diàn）曲線如圖1所示。

    表1給出了電池在常溫（wēn）與（yǔ）低溫（wēn）下的恒流恒壓充電容量與充（chōng）電總容量的數值。
    結合圖1和表1可知，與常溫充電過程相比，電池在低溫（wēn）時.恒流（liú）充電過程中的端電壓升（shēng）高（可能是，由於在低溫條件下，電池的極化比較大，相應的（de）電壓變化也比較大），恒流充電時間降低，而其（qí）恒壓充電時間明顯延長，使得電池的平均充電（diàn）電壓上（shàng）升，充電效（xiào）率降低。電池的（de）恒流充電容量與充（chōng）電總容（róng）量降低，室溫條件下，電池的恒流充電容量與充電總容（róng）量之比為52%；當溫度降到-20 ℃ ，電池的恒流充電容量與充電總容量之比（bǐ）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性降低；電解液中的（de）部分溶劑凝固，導致（zhì）Lit遷移的數量減少，導電能力下降；電池充電的（de）過程中出現（xiàn）大量金屬（shǔ）鋰沉積，濃差極化增加，電壓快速升高（gāo）。

    電池分別在常溫（23±2）℃和低（dī）溫-20 ℃條件下的放電曲線如圖2所（suǒ）示。

    從圖中可以看出：在-20 ℃時，鋰離（lí）子電池放電過程的端電壓（yā）降低，放電平均電壓降低，放電的電壓平台較（jiào）常溫而言下降較快。這可能是由於在低（dī）溫條件下，電解液的離子導電率降低，導致低溫下歐姆極化、濃度（dù）極（jí）化和電化（huà）學（xué）極化均增大，在電池放電曲線上就表現為放電電（diàn）壓的降低。對於其容量而言，由於低溫時的（de）充電效率不高，導致其放電容量也相應下降。從電池（chí）的微觀來看，低溫（<0 ℃）充電（diàn）會（huì）引發鋰離子還原成金屬鋰枝（zhī）晶反應，這種鋰金屬枝晶，銳角鋒利，易刺穿電池（chí）內部隔膜，引發電池內短路（lù），存在一定的安全隱患。
    2.2 鋰離子電池（chí）的高溫充放電性（xìng）能

    電（diàn）池分別在常溫（wēn）（23±2）℃和高（gāo）溫65℃條件下的充電曲線如圖3所示。

    表2給出了電池在常溫與低溫（wēn）下的恒流、恒壓（yā）充電容量與充電總容量的數（shù）值。

    結合圖3和表2可以看（kàn）出（chū）：與（yǔ）常溫充電過（guò）程相比（bǐ），電池在高溫時的充電電壓迅速升高到充電限製電壓；恒流充電時間明顯降低，而其恒壓充（chōng）電時間幾乎為0，整個充（chōng）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）為常溫的20.8%。這可能是由於在高溫條件下充電時，電池（chí）的（de）正（zhèng）負極材料表麵SEI膜發生（shēng）變化、電解液等可能在高溫（wēn）條件下發生一定的副反（fǎn）應、活性鋰的量減少（shǎo）以及電池的內部結構發生了一定的不可（kě）逆變化，使得電池的內阻增大。同時，電池中的某些（xiē）添加劑在常溫時有（yǒu）利於電池性（xìng）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（bié）在常溫（23±2）℃和高溫（wēn）65 ℃條件下的放電曲線如圖4所（suǒ）示（shì）。

    從圖中可以看出：在65℃時鋰離子電池的放電起始電壓明顯（xiǎn）下降，放電時間減少；同時（shí）由於充（chōng）電（diàn）接受能力下降（jiàng）造成充人容量降低.故（gù）其放電容量低。
隨後將該電池重新置於室溫環境擱置一段時間待其穩定後，再對其進行充放電實驗，發現這種由於高（gāo）溫引起的變化呈（chéng）現出嚴重的不可逆性。這（zhè）可能（néng）是由於高（gāo）溫條件（jiàn）下（xià），引起了電（diàn）池電解液的分解或者是電池材料的結（jié）構發生了（le）不可逆的變化，導致電池在高溫條件下充放電電壓平台以及容量的（de）下降。
電池經高溫（wēn）充放電後，電池在室溫下擱置觀（guān）察無變形，無爆炸等現象，這些指標均符合電池標準要求（qiú）。

    3、結論

    本文對電池在低溫-20 ℃和高溫65 ℃下（xià）的充放電性能進行（háng）了測試，研究表明：在（zài）-20℃低溫擱置後，該（gāi）電池外形沒（méi）有發生變化，在低溫下充（chōng）人的容量（liàng）為常溫的83%；在65℃高溫擱置後，電池在（zài）高溫下充人的容量僅為常溫（wēn）的20. 8%，且再將電池恢複至（zhì），常溫後其容量無法恢複。可見該電池的低溫充放電，性（xìng）能優（yōu）於其高溫性能，但都劣於常溫充放電性能。而（ér）對於電（diàn）池在高低溫條件下的充放電現象的具（jù）體原因，我們（men）將在後續的試驗中做（zuò）更進一步的研究。