鋰離子電池具有高的能量（liàng）密度，加上設計靈活性及循環（huán）壽命長、無（wú）記憶效應、自放電率（lǜ）低、對環境無汙（wū）染等顯著特（tè）點，在移動式電子設備、電動汽車以及國，防軍工等高技術領域得到（dào）了越來越廣泛的應用，但（dàn）是由於（yú）電動汽車、航天及軍事等領域的使用環境比較苛刻（kè），要求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（néng）一（yī）直備受人們的關注。本文以一種國內已商品化的鋰離子電池的科研改進型號為研（yán）究對象，對其在高低溫條件下的性能進行了測試，為廠家改（gǎi）進電池工藝提（tí）供了一定的數據參考（kǎo）。

    1、實驗（yàn）

    1. 1儀器與材料
    實驗（yàn）儀器：高精（jīng）度電池性能測試係統、RK-TD-150高（gāo）低溫防爆試驗箱（東莞草莓视频网站/RIUKAI產（chǎn））、RK-TH-408L恒溫恒（héng）濕試驗箱（東莞草莓视频网站（kǎi）/RIUKAI產）。
    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（yàn）方法及條件
    （1）試（shì）驗前準備工作：
    a.在（zài）常溫（wēn）（23±2）℃下，將實驗所用電池穩定循環5次。充放電條件：將電池用3500 mA恒流充電到4.2 V轉恒壓充電至（zhì）350 mA；充放電之間擱置1h；用3 500 mA恒流放電至27 V。
    b.分（fèn）別將電池在-20℃和65 ℃的環境條（tiáo）件下擱置6 h，再進行不同溫度（-20℃和65℃）下的充放電實驗。
    （2）高低溫充放（fàng）電
    將電池置於高溫防爆箱（65℃）或調溫調濕（shī）箱（-20 ℃）中，用3 500 mA恒流充電（diàn）到42 V轉恒壓（yā）充電至350 mA；充放電之（zhī）間擱（gē）置1 h；用3500 mA恒流放電至2 7 V。

    2、實驗結果及討論

    2.1 鋰離（lí）子電池的低溫（wēn）充放電性（xìng）能
    電池在常溫（wēn）（23±2）℃和低溫（wēn）（-20 ℃）條件下的充電曲線如圖1所示（shì）。

    表1給出了電池在常溫（wēn）與低溫下（xià）的恒流恒壓充電容量與充電總容量的（de）數值（zhí）。
    結合圖1和表1可知，與常溫（wēn）充電過程相（xiàng）比，電池在低溫時.恒流充電過程中（zhōng）的（de）端（duān）電（diàn）壓升高（可能是，由於（yú）在低溫條件（jiàn）下，電池的極化比較大，相應的電壓變化也比較大），恒流充電（diàn）時間降低，而其恒壓充電時間（jiān）明顯延長，使得電池的平（píng）均充電電壓上升，充電效率降低。電池的恒流充電（diàn）容量與充（chōng）電總容量降低，室溫條件下，電池的恒流充電容量與充（chōng）電總容量之比為（wéi）52%；當溫度降到-20 ℃ ，電池的恒流充電（diàn）容量與充電總容量之比僅為6. 2%。原因分析：電池在低溫下，電池中（zhōng）的活性物質的化（huà）學活性降低；電（diàn）解液（yè）中的部分溶（róng）劑凝（níng）固，導（dǎo）致Lit遷（qiān）移的數量減少，導電能力（lì）下降（jiàng）；電池充電的過程（chéng）中出現大量金屬（shǔ）鋰沉積，濃差極化增加，電壓快速升高。

    電（diàn）池分別在常溫（23±2）℃和低溫-20 ℃條件下的放電曲線如（rú）圖2所示（shì）。

    從圖中可以看（kàn）出（chū）：在-20 ℃時（shí），鋰離子電池放電過程的（de）端（duān）電（diàn）壓降低，放電（diàn）平均電壓降低，放電的電壓平台較常溫而（ér）言下降較快。這可能（néng）是由於在低溫條件下，電解液的離子導電率降低，導致低溫下（xià）歐姆極化、濃度極化和電（diàn）化學極（jí）化均增大，在電池放電曲線上就（jiù）表現為放電電壓的降低。對於其容量而（ér）言，由於低溫時的充（chōng）電效率不高（gāo），導致其放電（diàn）容量也相應下降（jiàng）。從電池的微觀來看，低溫（<0 ℃）充電會引（yǐn）發鋰離子還原（yuán）成金屬鋰（lǐ）枝（zhī）晶反應，這（zhè）種鋰金屬枝晶，銳角鋒利，易刺（cì）穿電池內部隔膜，引發電池內短（duǎn）路（lù），存在一定的安全（quán）隱（yǐn）患。
    2.2 鋰離子電池的高溫（wēn）充放電（diàn）性能

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

    表2給（gěi）出了電池（chí）在常溫（wēn）與低溫下的恒流、恒壓充電容量與充電總容量的數值（zhí）。

    結合圖（tú）3和表2可以看出（chū）：與常溫充（chōng）電過程（chéng）相比，電池（chí）在高溫時的充（chōng）電電壓迅速升高到充電限製電壓；恒流充電時間明顯降低，而其恒壓充電時（shí）間幾乎為0，整個（gè）充電過程迅速結束。電（diàn）池在65 ℃儲存一（yī）段時間後（hòu），在該條件下充人的容量僅為常溫（wēn）的20.8%。這可能是（shì）由於在高溫條件下充電時，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條（tiáo）件下發生一（yī）定的副反應、活性鋰的量減少以及電池的內部結構發生了一（yī）定的不可逆變化，使得電池的內阻（zǔ）增大。同時，電（diàn）池中的某些添加劑在常溫時（shí）有利於（yú）電池性能的（de）提高，但其在高溫條（tiáo）件下卻不一定可以起到同樣的效（xiào）果。
    電池分別在常溫（23±2）℃和高溫65 ℃條件下的放電曲線如圖4所示。

    從圖中可以看出：在65℃時鋰離子電池的放電起始電壓（yā）明顯（xiǎn）下降，放電時間減少；同（tóng）時由於充電接受能力下（xià）降造成充人容量降低.故其放電容量低。
隨後將該電池重新置於室溫環境擱置一段時間待其（qí）穩定後，再對其進行充放電實驗，發現這種由於高溫引起的變化呈現出嚴重的不可逆性。這可能是由於（yú）高溫（wēn）條件下，引起了電池（chí）電解液的分解或者是電池材料的結構（gòu）發（fā）生（shēng）了不可（kě）逆的變化，導致電池在高溫條件下充（chōng）放電電壓平台以及容量的下降。
電池經高溫充放電後，電池在室溫下擱置觀察無變形，無爆炸等現象，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（gāo）溫（wēn）65 ℃下的充放（fàng）電性能進行了測試，研（yán）究（jiū）表明：在-20℃低溫擱置後（hòu），該電池外形沒有發生變（biàn）化，在低溫下充人的（de）容量為常溫的83%；在65℃高溫擱置後，電池在高溫下充人的容量僅為常溫的（de）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電，性能優於（yú）其高溫性能，但（dàn）都劣於常溫充放電（diàn）性能。而對於電池（chí）在高低溫條件下的充放電現象（xiàng）的具體原因（yīn），我們（men）將在後續的（de）試驗中做更進一步的（de）研究。