01

上周市场回顾（10.14~10.18）

【正极材料】磷酸铁锂：近期磷酸铁锂价格波动主要受碳酸锂价格影响，头部电芯厂供应商因前期亏损主动提价，预计加工费涨幅在1000-2000元。若成功涨价，电芯厂对正极材料的供应需求将增加；若失败，供应商可能减少供应量。

三元材料：硫酸镍上涨30元/吨，硫酸钴下跌250元/吨，硫酸锰上涨90元/吨。锂盐方面，碳酸锂降价1750元/吨，氢氧化锂降价450元/吨，导致三元材料价格普遍下行，尤其是中低镍材料降幅显著。

碳酸锂：碳酸锂现货价格持续下跌，跌幅约1000元/吨，下游材料厂因备库充足，采买需求减弱。尽管下游需求保持乐观，但备库已完成，预计近期价格仍将下行。

【负极材料】负极材料价格持续承压，尽管低硫石油焦需求有所回暖，但整体市场仍面临激烈竞争。下游需求在“金九银十”旺季有所增长，负极产量高企，价格战加剧，未来仍有下行风险。

【隔膜】锂电隔膜价格持续承压，尽管隔膜企业在旺季产量增长，开工率保持高位。下游竞争激烈，加之降本需求强烈，未来隔膜价格仍可能继续下调。

【电解液】电解液价格暂稳，主要受六氟磷酸锂价格影响，电芯厂需求有所上涨。短期内，成本端因素可能导致电解液价格小幅震荡。

▲除动力电池外，其他产品价格含税，为主流市场对外报价，数据信息源自网络资讯，仅供参考，不作为交易依据。

摘要

锂离子电池析锂是指在特定条件下，电池负极表面出现锂金属析出的现象。这种情况通常发生在一些异常情况下，例如低温环境，或者电池经历多次充电、受到外部力的影响时。此时，从正极释放的锂离子（Li+）无法正常嵌入负极，最终只能在负极表面析出，形成一层灰色的金属锂，这一现象称为析锂。

Li+发生不可逆的反应形成金属锂

简单来说，当外部电源给锂离子电池充电时，正极的电子会通过电路流向负极。同时，锂离子（Li+）从正极“跳入”电解液，然后通过隔膜上弯曲的小孔“游泳”到达负极。

在这个过程中，如果电解液中锂离子的扩散速度超过了它们嵌入石墨的速度，就会导致越来越多的锂在石墨表面堆积。这会使负极的电位接近锂析出的临界点，最终导致锂在负极表面沉积并不断增长。

这种生长后的金属锂通常呈现为树枝状的结晶结构，称为锂枝晶。

锂表面的枝晶

锂枝晶的生长会影响电池性能，限制电池容量。此外，它们还可能刺破隔膜，导致锂离子电池内部发生微短路。这种微短路通常会引起电池温度迅速升高。在高温下，隔膜可能会熔化、收缩或破损，从而导致真正的电池短路，几乎在同一瞬间，引发火灾或爆炸。

因为析锂在锂离子电池充电时发生，这也是电池在充电过程中可能引发起火和爆炸的主要原因之一。

● 锂电池析锂的原因

一、负极容量不足

N/P比值是锂离子电池中正极容量与负极容量的比率，也称为电池平衡（CB）值。当N/P（CB）值较小，尤其是负极容量设计低于正极容量时，负极就没有足够的空间来容纳锂的嵌入，最终只能在负极表面还原。此外，若负极极片表面涂层不均匀、漏涂或有划痕等问题，也会影响锂电的N/P值，从而导致析锂现象的发生。

二、嵌锂过程中的路径异常

极片内部结构设计不合理、隔膜褶皱、电芯变形、内部气泡以及化成工艺未加压等情况，都会导致锂离子在负极出现析锂现象。

三、负极表面SEI膜异常导致析锂

电解液选择不当：若电解液与正负极材料不匹配，可能导致石墨表面的SEI膜过厚。

工艺不合理：例如石墨极片的压实密度过高，电解液无法完全润湿，导致锂离子无法嵌入；电解液中水分含量超标，水分会与电解液反应，破坏SEI膜；电解液用量不足或与活性材料不兼容；化成工艺不达标或未经过化成直接分容。

四、电池使用阶段的析锂

不当使用会导致电池受外力变形；在高温使用或储存过程中，产生过多气体，使负极表面充满气体，失去嵌锂通道。

简单来说，负极析锂一般满足以下两个条件：

热力学：负极电位低于0V。

动力学：随着充放电倍率的提高，或锂离子在固相内的扩散速率降低，锂会在负极表面沉积。

常见的正极材料在100%嵌锂时，其电位通常都在3V以上，几乎不可能达到0V，因此不满足锂离子还原为锂金属的热力学条件，这意味着正极不会发生析锂现象。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，分资讯来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。

摘要

压差可以分为动态压差和静态压差。锂电池制造商通常在出货前，由生产部门或质量部门对电池进行静态压差的检测。在充放电测试完成后，电池包静置一段时间，随后测量每个单串的最高电压和最低电压，两者之间的差值即为压差。如果该差值超出工艺规格的要求，则被判定为压差过大的不良品。压差的单位一般为毫伏（mV）。

具体来说，在锂电池的充放电过程中，内部的化学反应会导致正负极电压的变化，从而形成电压差。这个电压差的大小可以反映电池的内阻以及整体性能。通常情况下，压差越小，意味着电池的内阻较低，性能相对较好。

相反，如果压差较大，可能表明电池内部存在问题，例如极板损坏或电解液浓度不均等，这些问题可能导致电池性能下降，甚至缩短其使用寿命。

在实际应用中，锂电池的电压差应遵循一定的标准。一般情况下，锂电池组的压差应控制在0.1V以内，以确保电池组的稳定运行并延长使用寿命。当然，这一标准可能会因不同电池类型、用途和制造商的不同而有所调整。

● 总结

电池包压差大的原因多种多样，类似于充高放低的现象，涉及多个方面。主要因素包括电芯的质量（如内阻、电压、容量、自放电率和一致性）、保护板或电池管理系统（BMS）、电池包的模组结构设计、箱体结构、散热系统、配档标准、制造工艺、工装夹具、环境温度、点焊工艺以及充放电工艺等。

在一些电池包拆解中，如果未发现异常且重组后的电池包正常工作，仍然不能排除接触不良的问题，例如虚焊或漏焊，或者螺丝未锁紧的情况。如果出现批量性的压差增大，可能与电池包内部温度分布不均匀有关，这就需要从模组设计、箱体结构及热管理等方面进行改进。

压差大的原因涉及的因素复杂多样，以上仅是主要的典型失效原因，供参考。不同类型的电池（如方形、电池圆柱、软包等）及其模组工艺（如螺丝连接、镍片焊接等）会导致充高放低的原因略有差异。因此，在后续的不良失效模式分析中，应针对具体情况进行具体分析。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。

上周市场回顾（9.18~9.20）

【正极材料】磷酸铁锂：节后磷酸铁锂市场平稳，9月需求基本符合预期，头部企业开工良好。动力需求仍占主导，储能需求也明显增长。碳酸锂价格的不稳定可能短期影响下游电芯厂的采购情绪。
三元材料：三元材料价格延续下探趋势，尽管高镍材料减产明显，中镍材料产量增加。预计9月份三元动力产量环比增长9%，小动力需求和电动工具订单表现良好。
碳酸锂：碳酸锂现货成交价格持续下移。国庆前期下游材料厂备库需求改善，询价和成交有所好转。尽管上游锂盐厂减产，进口量和库存水平可能对价格上涨形成阻力，短期内预计维持区间震荡。
【负极材料】负极材料价格弱势运行，低硫石油焦价格小幅上调但存在回跌预期。需求方面，九月下游生产和采购有所增长，但负极企业库存仍高，产量提升幅度有限。尽管有旺季影响，产能过剩和下游压价持续，价格难以上涨，仍处于低位弱势。
【隔膜】锂电隔膜价格弱势运行，尽管9月产量有所上行，订单增长。储能和动力端需求提升，但竞争激烈和降本意愿对上游价格施压。隔膜企业为抢占市场多选择低价策略，未来仍有下跌可能。
【电解液】电解液价格暂稳，主要受六氟磷酸锂小幅上涨影响。电芯厂需求上涨，但成本端六氟磷酸锂和溶剂价格上涨，添加剂价格稳定。预计短期内，因成本压力，电解液价格可能上行。

摘要

在锂离子电池中，电解液的选择对电池性能至关重要。对于液态电解液体系，选择合适的溶剂和添加剂时，前线轨道理论中的“高HOMO与低LUMO”概念常被引用。这个理论主要用于评估和选择那些能够优化电池性能的材料。
图片

LUMO（最低未占分子轨道）值低的材料在负极成膜添加剂中具有重要意义。较低的LUMO值表明这些材料更容易接受电子，从而在负极表面形成稳定的膜层。例如，常见的添加剂VC（乙烯碳酸酯）的LUMO值低于EC（碳酸乙烯酯），这使得VC在石墨负极表面更容易形成良好的固体电解质界面膜（SEI），从而提升电池的电化学性能。

同样的原理也适用于正极材料。在正极中选择合适的溶剂和添加剂时，也会考虑这些材料的HOMO和LUMO值，以实现最佳的电化学表现。总之，通过合理选择具有低LUMO值的材料，可以改善电池的界面稳定性和整体性能。

在电解液添加剂和配方的开发过程中，前线轨道理论中的LUMO与HOMO值的计算是筛选溶剂和添加剂的重要工具。这一理论不仅帮助理解分子的电子结构，还在新型电解液的设计中发挥了关键作用。

具体来说，通过计算新分子的LUMO（最低未占分子轨道）和HOMO（最高占据分子轨道）值，可以初步筛选出那些具有潜力的溶剂和添加剂。这些计算结果可以为官能团设计和有机合成提供理论支持，从而在开发新型电解液时减少盲目实验的次数。

例如，设计新的电解液组分时，可以先计算其LUMO和HOMO值，筛选出具有优良电化学性能潜力的候选物质。

随后，这些候选物质将进入更详细的氧化还原特性测试和基础性能评估，从而进一步验证其实际表现。这种方法不仅能缩短电解液开发周期，还能显著降低研发成本，同时提供理论依据以解释实验现象。

在计算LUMO和HOMO值时，Gaussian软件是一种有效的工具，它能够提供精确的计算结果，帮助研究人员在理论层面上进行初步筛选，为后续的实验工作奠定基础。
图片
前线轨道理论是化学中一个关键的概念，它帮助我们理解分子中的电子如何与其他分子或材料相互作用。在这个理论中，HOMO表示最高占据分子轨道，也就是已占有电子的能级中最高的轨道；而LUMO则是最低未占分子轨道，即未占有电子的能级中最低的轨道。HOMO和LUMO统称为前线轨道，其中的电子被称为前线电子。
前线轨道理论认为，在分子中，类似于单个原子的“价电子”的电子存在，这些电子被称为前线电子。具体来说，分子中的HOMO（最高占据分子轨道）和LUMO（最低未占据分子轨道）就是前线电子所在的轨道。这些轨道在分子间的化学反应中起着关键作用，因为它们是最先参与反应的轨道。
在化学反应中，HOMO和LUMO的作用十分重要。HOMO对电子的束缚较为松弛，表现为电子给予体的性质；而LUMO对电子的亲和力较强，表现为电子接受体的性质。因此，这两种轨道最容易发生相互作用，对化学反应的过程起着决定性的作用。
HOMO和LUMO之间的能量差被称为“能带隙”或“HOMO-LUMO能级”。这一能量差可以用来评估一个分子是否容易被激发：能带隙越小，分子越容易被激发。在氧化反应中，氧化剂会接受电子而自身被还原。在这一过程中，LUMO轨道的能量越低，越容易接受电子，因为低能LUMO对电子的吸引力更强。
换句话说，LUMO能量越低，氧化剂的氧化能力越强。用电位来表示的话，氧化电位越高（即电位越正），氧化剂的氧化能力越强。例如，VC的成膜电位是1.2V，而EC的是0.8V。
在还原反应中，还原剂会失去电子。在这一过程中，HOMO轨道的能级越高，越容易失去电子。换句话说，HOMO能级越高，还原剂的还原能力越强，用电位表示的话，就是还原电位越低（即电位越负）。HOMO能级高的分子更容易将电子提供给其他分子，从而增强其还原能力。

图片
总之，LUMO是接收外来电子的轨道，LUMO能量越低，氧化能力越强（氧化电位越高）；HOMO是失去电子的轨道，HOMO能量越高，还原能力越强（还原电位越低）。

摘要

在电性能测试中，高温测试是必不可少的一环，包括高温存储、高温循环以及热箱测试等。虽然我们暂时不讨论如热冲击等极端测试条件，但热箱测试引发的热失控属于破坏性测试。在正常高温条件下，高温存储后的电芯可能会出现膨胀、阻抗增大以及材料变软，而高温循环则会加速电芯的性能衰退。那么，锂离子电池在高温下失效的根本原因是什么呢？今天我们就来简要探讨一下这个问题。

● 高温对正极材料的影响

相同的负极和电解液条件下，不同正极材料在高温下的性能表现是不同的。一般来说，正极材料的高温性能顺序为：磷酸铁锂＞钴酸锂＞中低镍三元＞高镍三元≈锰酸锂。这表明，晶体结构越稳定的正极材料在高温下的性能越好。
以高镍三元为例，在高温条件下存储失效主要与以下几个因素相关：
副产物累积：高温存储后，高镍三元材料表面会累积副产物，岩盐相的增加导致电池阻抗上升。
过渡金属元素沉积：溶出的过渡金属元素会在负极石墨上沉积，破坏负极表面的SEI膜，从而加速活性锂的消耗。
表面包覆和体相掺杂：有效的表面包覆或体相掺杂是提高高镍三元材料高温存储性能的关键措施。

图片

通过对存储前后XRD图谱的比较，可以看到正极材料的体相结构在存储过程中没有明显变化。然而，材料表面的粗糙度却发生了显著变化，表明高温存储后，材料表面发生了副反应（图cd为存储前，图ef为存储后）。

进一步通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）分析发现，存储后的正极材料表面出现了厚度增加的非电化学活性岩盐相，同时在晶粒内局部区域也出现了尖晶石相，这些变化会导致高镍三元材料的可逆容量下降。

XPS分析显示，存储后的正极材料表面出现了LixPOyFz和LiF等电解液副反应产物，这说明即使经过简单的电化学过程，电解液中的LiPF6也会发生分解，生成副反应产物沉积在正极材料表面。在这种情况下，F元素主要存在于PVDF中，电解液副反应的程度较低。但经过高温存储后，检测到的黏结剂PVDF的比例降低，而LixPOyFz、LixPFy和LiF等副产物的比例增加。这表明高温存储期间，电解液副反应不断进行，导致正极表面副反应产物逐渐增加。

这些副产物的存在会显著降低电池的导电能力，因为它们的离子或电子电导率较低，大量副产物的积累会增加电池内部阻抗，从而降低电池的存储性能。
图片
为提高高镍三元材料电池在高温下的存储性能，可以考虑进行表面包覆处理，如使用固态电解质等方法。这种处理有助于减少电极与电解液界面的副反应，稳定材料的表面结构，并抑制过渡金属元素的溶出，从而降低过渡金属在负极的沉积还原对负极SEI膜的破坏，进而减少SEI膜修复过程中对正极活性锂离子的消耗。
另一种方法是通过掺杂来稳定高镍正极材料的层状结构，以抑制其在存储过程中向尖晶石和岩盐相的转变，从而减少材料在存储时非电化学活性组分的生成。在产业化过程中，铝元素的掺杂（一般为几百到几千ppm）是一种常见的解决方案，但这种掺杂可能会影响材料的容量。
相比之下，磷酸铁锂由于其结构本身较为稳定，在高温性能方面表现更为优越。

● 高温对负极材料的影响
高温对负极的影响主要体现在SEI膜的破坏上，这包括过渡金属对SEI膜的腐蚀、HF的生成，以及电解液问题导致的膜形成不良。在高温条件下，SEI膜的破碎与重建会消耗大量活性锂离子，并增加电池的阻抗。相比之下，负极材料本身的破坏对整体影响相对较小。这突显了SEI膜在负极性能中的重要性。
然而，这并不意味着负极材料本身不重要。例如，石墨在高温下的性能通常优于硅氧材料。一方面，石墨在高温条件下的稳定性较好，而硅氧材料在高温下容易因为残碱的气体释放而出现问题。另一方面，石墨和氧化硅电极在化学成分和电子表面特性上存在显著差异，这影响了其热稳定性。石墨的边缘平面功函数低于氧化硅，这使得在形成初期，电荷向电解质的转移更为顺畅。由于氧化硅的功函数较高，这阻碍了电荷的转移，导致SEI膜在氧化硅表面溶解度增加，从而在高温下导致自放电增加。

因此，调节硅基电极的表面功函数或优化电解质添加剂的LUMO能级，对于改善硅氧材料的高温性能至关重要。

图片
石墨电极的SEM图显示，储存后表面没有明显退化。而氧化硅电极的SEI膜在高温储存后存在部分溶解的现象。

● 高温对电解液的影响
电解液的性能在高温条件下对电池的整体表现至关重要，以下是几个关键因素的概述：
溶剂：低沸点和低粘度的溶剂在高温环境中容易产生较高的蒸气压，导致气体生成，这可能会影响电芯的界面稳定性。例如，DMC（碳酸二甲酯）和羧酸酯类溶剂尽管具有优良的动力学性能，但在高温条件下使用时需谨慎。

锂盐：目前广泛使用的六氟磷酸锂（LiPF6）在高温下热稳定性较差，可能会释放对电芯有害的HF（氟化氢）。这也是FSI（氟磺酸盐）等替代锂盐的一个重要原因。此外，如果锂盐纯度不高，在高温下还可能发生严重的副反应。

添加剂：添加剂对电解液的高温稳定性起着至关重要的作用。它们优先与电极材料反应，形成保护膜，进而影响高温下副反应的抑制效果。例如，S系添加剂如PS（聚硫化物）、PST（聚硫化氢）和MMDS（1,3-二甲基硫代硫酸盐）在保持高温性能方面表现优异。然而，ODFB（1,1,2,2-四氟乙烯氧化物）在高温循环中有显著帮助，但在高温储存时可能会因气体生成而导致性能劣化。

界面副反应与电解液干涸：在液态电解液体系下，高温会加剧界面副反应和电解液干涸，这也是固态电解质能显著改善高温性能的一个重要原因。固态电解质可以有效减少这些问题，提高电池在高温条件下的稳定性。

总体来说，提升电解液在高温条件下的性能，主要需要从优化溶剂体系和改进成膜后的界面调控两个方面入手。
● 高温对隔膜的影响
在高温条件下，锂离子电池的性能衰减主要表现为正极对着PE隔膜的表面变黄，隔膜透气值增加，力学性能下降，以及阻抗上升。通常，这些问题归因于隔膜的氧化和电解液氧化产物的沉积。以下是改善措施：
1：涂氧化铝或勃姆石是可以抑制隔膜发黄发黑。2：不同的PE基膜。机理是：勃姆石或氧化铝可以中和LiPF6和H2O反应生成的HF，抑制压降。对于正极释氧方面，氧化铝和薄姆石可消灭单线态氧，减少电解液的氧化反应。另外致密的极性陶瓷涂层可将初期形成的非极性的-[C-O-F-P]-挡在正极表面。PE隔膜的表面光滑度会改变电解液聚合物的沉积速率，使得黑色物质沉积在正极周围。透过性好的PE隔膜，有利于电解液低聚合物迁移穿过隔膜到达负极，减少其在隔膜表面和内部的聚积，从而减小电解液氧化聚合的持续性。

综上所述，高温下锂离子电池性能衰减的改善方案主要涉及四大核心材料的优化。辅材（如导电剂的比表面积、粘结剂对各组分的束缚）和生产工艺（如水分控制、化成分容制度优化、混料工艺等）同样对高温性能有重要影响。了解失效原因是提升电池高温性能的关键。

摘要

锂离子电池在市场上得到广泛应用，因其寿命长、比容大、无记忆效应等优点。但在低温下使用时存在容量下降、衰减严重、性能差等问题。随着应用领域拓展，低温性能制约日益明显。报道显示，-20℃下电池容量仅为室温的31.5%。传统电池工作温度在-20~+55℃，而某些领域要求在-40℃正常工作。改善低温性能对电池应用至关重要。

● 影响锂离子电池低温性能的因素

低温条件下，电解液的黏度上升，甚至可能发生部分凝固，这会导致锂离子电池的导电率显著下降。同时，电解液与负极、隔膜之间的相容性降低，负极表面可能析出金属锂，金属锂与电解液反应后形成的沉积物会使固态电解质界面（SEI）变厚。此外，低温还会减少活性物质内部的扩散速率，使电荷转移阻抗（Rct）显著增加。

● 深入探讨锂离子电池低温性能的影响因素

专家观点一认为：电解液对锂离子电池在低温下的性能有着显著的影响。电解液的成分和物理化学性质直接影响电池在低温环境下的表现。

在低温条件下，电解液的黏度增大，离子传导速度降低，这会导致电池出现严重的极化现象，并使充放电容量大幅度减少。尤其在低温充电时，锂离子容易在负极表面析出锂枝晶，从而导致电池失效。

电解液的低温性能与其电导率密切相关。电导率高的电解液能够更有效地传输离子，从而在低温环境下发挥更大的容量。电解液中的锂盐解离度越高，迁移的离子数量越多，电导率也越高。

因此，较高的电导率是保证锂离子电池在低温下良好性能的关键因素。提高电解液的电导率可以通过降低溶剂的黏度来实现。低温下，溶剂的流动性对离子运输至关重要。

此外，在低温环境下形成的固态电解质界面（SEI）膜也是影响锂离子电池性能的重要因素，SEI膜的电阻是锂离子电池在低温下的主要阻力。

专家观点二则指出：限制锂离子电池低温性能的主要因素是低温下Li+扩散阻抗的急剧增加，而不是SEI膜的影响。

● 锂离子电池正极材料在低温下的表现

1、层状结构正极材料：层状结构正极材料，如LiCoO₂和Li(Ni,Co,Mn)O₂，结合了一维锂离子扩散通道的高倍率性能和三维通道的结构稳定性。

谢晓华等的研究表明，LiCoO₂/MCMB在低温下放电平台从0℃的3.762V降至–30℃的3.207V，总容量从78.98mAh降至68.55mAh，显示出低温下的显著性能衰退。

2、尖晶石结构正极材料：尖晶石结构的LiMn2O4正极材料由于不含Co元素而成本低且无毒，但Mn的价态多变和Jahn-Teller效应导致其结构不稳定和可逆性差。

彭正顺等指出，不同的制备方法对LiMn2O4的电化学性能影响较大，其中高温固相法合成的材料电荷转移阻抗（Rct）明显高于溶胶凝胶法，反映了结晶度和形貌对性能的影响。

3、磷酸盐体系正极材料：LiFePO4以其优良的体积稳定性和安全性被广泛用于动力电池，但其低温性能差主要由于其本身的电子导电率低和锂离子扩散性差。谷亦杰等发现，LiFePO4的库伦效率在低温下显著下降，放电电压也随温度降低。

Xing等研究表明，添加纳米碳导电剂可以显著改善LiFePO4的低温性能，将其放电电压在–25℃时的降幅控制在9.12%以内。此外，LiMnPO4由于比LiFePO4更低的离子电导率，通常与Fe部分替代形成LiMn0.8Fe0.2PO4固溶体以提高性能。

● 低温环境下锂离子电池负极材料的性能特点

相较于正极材料，锂离子电池负极材料在低温下的性能恶化更为显著，主要原因有三：

1、极化严重：低温大倍率充放电时，电池极化加剧，导致负极表面大量沉积金属锂。金属锂与电解液反应产生的产物通常不具备良好的导电性。

2、SEI膜影响：从热力学角度看，电解液中的极性基团（如C–O、C–N）会与负极材料反应，形成的固态电解质界面（SEI）膜在低温下更容易受损，影响电池性能。

3、嵌锂困难：低温下，碳负极材料嵌锂难度增加，导致充放电过程中的不对称性，进一步影响电池的整体表现。

● 探究低温下电解液的研究进展

在锂离子电池中，电解液的作用是传递锂离子，其离子电导率和固态电解质界面（SEI）成膜性能对电池的低温表现有显著影响。评估低温电解液的优劣，主要依赖于三个指标：离子电导率、电化学窗口和电极反应活性。

这些指标在很大程度上取决于电解液的组成，包括溶剂、锂盐和添加剂。因此，深入研究电解液各成分在低温下的性能，对理解和提升电池在低温环境下的表现具有重要意义。

1.溶剂特性：环状碳酸酯（如EC）在低温条件下表现出的特性相较于链状碳酸酯更为显著。由于其环状结构的紧密性和较高的熔点，EC在低温下具有较高的黏度。

然而，EC的高极性导致其介电常数较大，这使得它具有较高的离子导电率和优异的成膜性能，能有效防止溶剂分子共插入，因此在低温电解液体系中常作为基体溶剂，与低熔点的小分子溶剂混合使用。

2.锂盐的作用：锂盐是电解液的重要组成部分，它不仅能提高电解液的离子电导率，还能缩短锂离子在溶液中的扩散距离。通常情况下，溶液中锂离子浓度的增加会提高离子电导率。

然而，电解液中的锂离子浓度与锂盐的浓度之间的关系并非线性，而呈现抛物线状。这是因为锂离子浓度受锂盐在溶剂中解离和缔合作用强度的影响。

● 工艺因素对锂离子电池低温性能的影响

在锂离子电池的实际操作中，除了电池组本身的成本外，各种工艺因素也会显著影响电池的性能。

1、制备工艺：Yaqub等研究表明，电极荷载和涂覆厚度对LiNi₀.₆Co₀.₂Mn₀.₂O₂/石墨电池的低温性能有重要影响。研究发现，较低的电极荷载和较薄的涂覆层可以改善电池的低温性能，表现为更好的容量保持率。

2、充放电状态：Petzl等研究表明，低温下的充放电状态对电池的循环寿命有显著影响。具体而言，较大的放电深度会导致更大的容量损失，并缩短循环寿命。

3、其它因素：电池的低温性能还受到多种因素的影响，包括电极的表面积、孔径、电极密度、电极与电解液的润湿性以及隔膜的特性。此外，材料和工艺中的缺陷也会对电池的低温性能产生不容忽视的影响。

● 总结

为确保锂离子电池在低温下的性能，需重点关注以下几个方面：

1、形成薄而致密的SEI膜：确保固态电解质界面（SEI）膜既薄又致密，以优化电池的低温性能。

2、提高锂离子扩散系数：确保锂离子在活性物质中具备较高的扩散系数，以提高电池的低温充放电效率。

3、优化电解液性能：选择在低温下仍能保持高离子电导率的电解液，以确保电池在低温环境下的导电性。

此外，值得关注的是全固态锂离子电池，特别是全固态薄膜锂离子电池。与常规锂离子电池相比，全固态锂离子电池有望在低温环境下克服容量衰减和循环安全性的问题。

▲声明：观点仅代表作者本人，不代表伊斯特立场，部分资讯及图片来自网络如有侵权或其他问题，请联系删除。