【低温续航】锂电池冬天容量变低的原因及解决

锂电池冬天容量变低的原因：

锂电池冬天容量变低的原因，并提出相应的解决措施。

从电池本身和实际使用环境来看，有以下几个方面：

1、低温首先影响的是电池可用容量，动力电池放电的过程就是电子转移的过程。低温环境下，电解液粘度增大，离子的转移会受到更大阻力；活性物质的可逆性降低，充电和放电过程中的效率降低。

2、低温电池内部尤其是电池隔膜等的电阻也在增大，离子扩散能力受到很大影响；低温环境下，锂离子电池在活性物质内部扩散系统降低，电荷转移阻抗（Rct）显著增大。这意味着锂离子在活性物质内部移动的阻力增加。

锂电池冬天容量变低的原因主要包括电解液黏度增加、活性物质可逆性降低、隔膜电阻增加以及电池组件热稳定性下降等。以上两者结合在一起就造成了电池活性降低，最终反映在电动车上，低温造成动力电池的可用容量下降。

3、外部耗损：电池活性降低还不算完，天冷开暖风空调对于车内成员来说再正常不过了，不过要是放在电动车上，空调制热可是个耗电大户。

传统的燃油车可以拿发动机热量为空调制热，达到废热利用的目的；

到了电动车上则没那么容易办到，多数情况下单靠电动机热量无法支撑全部热源需求。市面上不少纯电动车都要使用PTC热敏电阻加热，最终消耗的还是电池包里的电能。

按平均加热功率5kW来算（不少电动车的实际功率都大于这个数字），加热1h消耗5度电。假如拿特斯拉Model X P100D的电耗19.7kWh/百公里计算，空调每制热一个小时就要消耗将近 25km的续航里程；

5. 电池组件的热稳定性下降

在低温环境下，电池组件的热稳定性下降，电池内部温度更容易升高。过高的温度会对电池的性能产生负面影响。

6. 负极析出锂：低温环境下，锂离子电池的负极析出锂严重，并且析出的金属锂与电解液反应，其产物沉积导致固态电解质界面（SEI）厚度增加。这会影响锂离子的传输和电池的性能。

二、解决措施   

1. 提升电解液的低温性能，可以采用新型的有机溶剂或使用添加剂来降低电解液的黏度。

2. 优化活性物质的结构和组成，可以采用新型的活性物质涂层或改变活性物质颗粒的大小和形状。

3. 改善隔膜的材料和结构，可以采用多孔隔膜或复合隔膜。

4.使用耐低温电解液， 优化电极材料，提高其与电解液的相容性；

5. 强化电池的热管理（加热及保温），保持电池内部的温度稳定，提高电池的性能。