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温度对锂电池内部的化学反应有什么影响？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

温度对锂电池内部的化学反应有什么影响？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

温度对锂离子电池的影响

常温下，锂离子电池因其具有长寿命、低自放电率、高比能量密度等优点而被广泛的使用在我们生产生活当中，目前占据着动力电池的主要市场。然而锂电池也有较大的局限性，其中最主要的是需要在适宜的环境温度下工作，温度过高或过低都会对其性能、循环寿命以及安全性产生较大影响。因此工作温度成为摆在电动汽车和电池及电池系统设计者面前必须要统筹考虑的问题。

锂离子工作原理

首先，我们来了解一下锂离子电池内部发生的化学反应。其实锂离子电池的工作原理并不复杂，主要包含两个过程，充电和放电。充电时，锂离子从正极脱出，嵌入到负极材料中；放电时，锂离子则从负极脱出，嵌入到正极材料中，其工作原理如图下图所示。以C6为负极，过渡金属氧化物LiMeOn为正极的锂离子电池为例，充放电时反应方程如下：

通过上图我们可以发现锂离子电池储能的过程就是活性锂离子不断的嵌入与脱出。

温度对锂电池内部造成的影响

研究表明，由活性锂离子量的减少和电池极化内阻增加使得锂离子电池的寿命衰减，而电池内部的各种组分，包括电解液，隔膜，粘结剂均会对电池极化内阻的增加有所贡献。在充放电过程中，锂电池由于电化学反应以及自身电阻的存在，会产生大量的热量，使电池温度升高。当电池过热时，不仅会造成寿命缩短，严重时会引发热失控，进而导致安全事故；电池在低温环境下的放电性能，发现随着温度的降低，电池放电电压显著降低，放电容量急剧下降，性能严重衰减；此外，当锂电池在低温环境中充电时，容易造成电池内部锂枝晶析出，进而引发电池内部短路。也有学者发现高温下电池的充放电虽然效率更高，但高温会对电池造成不可恢复的影响，所以应避免电池一直处于高温环境中。