中國粉體網(wǎng)訊  在冬季,，自嘲“凍死狗”的人們裹緊了大衣，想盡力留住被風撩撥的一絲溫度,。而最尷尬的事情莫過于,，當你想駕愛車似古人御風而行的時候，電動汽車“罷工”了,！在冬季,，動力電池對溫暖的渴望，不亞于人們在冰天雪地里圍爐取暖的念想,。

低溫是電動汽車在我國大北方,、高寒地區(qū)等地推廣的一個障礙，更是動力電池企業(yè)的一塊心病,，攻克動力電池的耐低溫問題,，一直是業(yè)內(nèi)重點努力的方向之一。

微觀看低溫對動力電池的影響

許多動力電池為什么一到冬季就不行了,？在低溫環(huán)境里,，它的內(nèi)部究竟發(fā)生了什么？

以電動客車上使用最多的磷酸鐵鋰電池為例,，這種電池安全性高,，單體壽命較長，但低溫性能比其他技術(shù)體系的電池略差,。低溫對磷酸鐵鋰的正負極,、電解液和粘接劑等都存在影響。比如,，磷酸鐵鋰正極本身電子導電性比較差,，低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化，從而降低電池容量,；受低溫影響,，石墨嵌鋰速度降低，容易在負極表面析出金屬鋰,，如果充電后擱置時間不足而投入使用,，金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內(nèi)部，部分金屬鋰持續(xù)存在負極的表面,，極有可能形成鋰枝晶,，影響電池安全；低溫環(huán)境下,，電解液黏度會增加,，鋰離子遷移阻抗也會隨之增大；此外,，在磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝中,，粘接劑也是一個非常關鍵的因素,，低溫對粘接劑的性能也會產(chǎn)生較大影響。

低溫帶來的另外一個問題,，反映到用戶端就是充電時間延長,。在低溫下充電，電池容易析鋰,，所以充電之前,，一般要對電池進行緩慢加熱，等電池溫度升高至正常溫度后再進行充電,。

多維度攻克耐低溫難題

解決電池的耐低溫問題,，通常從電池材料、電芯設計及PACK制造三方面著手,，提高鋰離子電池的低溫充放電性能和循環(huán)壽命,。桑頓新能源研發(fā)部總經(jīng)理苗力孝向電池中國網(wǎng)介紹了動力電池的耐低溫解決方案。

目前,，汽車動力電池常見的正極材料以三元和磷酸鐵鋰為主,，可通過減小粒徑，采用納米技術(shù)使得材料的一次顆粒納米化,，從而縮短鋰離子的遷移路徑；磷酸鐵鋰可以通過摻雜La（La是鑭的元素符號）,、Mg,，增大C軸，改變層間距,，增大鋰離子傳輸通道,；在三元NCM表面包覆LBO-S快離子導體（也稱超離子導體，有時又稱固體電解質(zhì),，它區(qū)別于一般離子導體的最基本特征,，即在一定的溫度范圍內(nèi)具有能與液體電解質(zhì)相比擬的離子電導率），以減少SEI的形成,，使鋰離子的傳輸直接可以通過快離子導體進出材料本體,。

對于負極材料，現(xiàn)有石墨負極材料可通過包覆,、表面氧化,、摻雜或包覆其它元素，來增加石墨層間距,，加快鋰離子在負極表面的去溶劑化速度,，從而改善鋰離子嵌入石墨負極的速度。苗力孝表示,，開發(fā)鋰合金,、錫基負極等新型負極材料,，可大大改善鋰離子電池的低溫性能。

電解液主要分為鋰鹽,、溶劑和添加劑三部分,。苗力孝介紹，關于鋰鹽,，可添加硼酸鹽,，有助于在材料表面形成穩(wěn)定的SEI膜，并有利于鋰離子的擴散,；關于溶劑,，可通過配置一個合理的比例，改善電解液溶劑的低溫性能,；關于添加劑,，通過添加不同的添加劑，對電池的低溫性能也有不同的改善作用,。據(jù)了解,，桑頓新能源有專門的團隊，專注于電解液配方研發(fā),，以解決動力電池的耐低溫問題,。目前，桑頓新能源研發(fā)的三元鋰電池,，其耐低溫性能有了較大提高,，電芯可在零下20℃環(huán)境下放電，能夠滿足電動汽車在寒冷環(huán)境下的運行需求,。

此外,，鵬輝能源的動力電池可以在-20~60℃的環(huán)境中使用，且不需要加熱和冷卻系統(tǒng),。山東威能是一家專業(yè)從事軍用低溫磷酸鐵鋰電池的研發(fā),、生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，與中科院化學所合作研發(fā),、生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池低溫性能實現(xiàn)重大突破,，在低溫-40℃能夠放出額定容量的90%以上。

推廣新能源汽車 低溫是挑戰(zhàn)更是機會

作為鋰電池之一種,，鈦酸鋰電池的耐低溫性能則比較優(yōu)異,。尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰負極材料嵌鋰電位約1.5V，不會形成鋰枝晶,，在充放電過程中體積應變小于1%,。納米化的鈦酸鋰電池可大電流充放電，實現(xiàn)了低溫快充的同時又保障了電池的耐久性和安全性。

電池中國網(wǎng)最新消息,，2017年11月28日,，在這個天寒地凍季節(jié)，銀隆新能源生產(chǎn)的純電動公交車在北方城市天津正式投入運營,，這再次彰顯了銀隆新能源鈦酸鋰電池優(yōu)異的耐低溫性能,。主打鈦酸鋰電池的銀隆新能源，其產(chǎn)品具備在-50~60℃溫度范圍的正常充放電能力,，公司生產(chǎn)的公交車已在哈爾濱,、天津、石家莊,、銀川,、保定、邯鄲等全國40多個城市實現(xiàn)了商業(yè)化運營,，耐低溫效果良好,。鈦酸鋰電池憑借其優(yōu)異的耐低溫性能，成為我國在寒冷地區(qū)推廣新能源汽車的先鋒,，銀隆新能源是鈦酸鋰電池走向更廣市場的星星之火,。

2017年7月31日，在北京市延慶區(qū)電動公交車運營啟動儀式上,，50輛搭載微宏動力快充電池系統(tǒng)的純電動公交車交付北京公交集團并投入運營,。此次交付的50輛純電動公交車搭載微宏動力生產(chǎn)的快充電池，能量密度高,，續(xù)航里程更長,。至此，微宏動力已在北京市場配套超過千輛各類公交車型,。2017年9月19日，70輛搭載微宏MpCO鋰電池的12米氣電混合動力公交車正式在內(nèi)蒙古包頭上線,。該地區(qū)最低氣溫在-30℃以下,，最高氣溫可達39℃，包頭選用微宏快充電池系統(tǒng),，正是考慮到微宏快充電池優(yōu)異的環(huán)境適應性,。微宏動力對寒冷地區(qū)公交市場的開拓如火如荼，它也是業(yè)內(nèi)探索動力電池耐低溫技術(shù)的一個典型代表,。

解決耐低溫問題 仍需技術(shù)驅(qū)動

動力電池的低溫問題,，還有很多解決方案，比如,，所謂的“全氣候電池”,，在正負極片之間加入加熱片，通過開關進行電路控制，實現(xiàn)對電池的加熱,。這種內(nèi)加熱的效率要遠遠高于外部加熱,，并且能耗更低。全氣候電池在續(xù)航能力,、充電時間以及使用壽命方面有了大幅改善,。

從微觀層面解決動力電池的耐低溫問題，比如從電池材料上攻克耐低溫難題,，仍需依靠技術(shù)驅(qū)動,，抓住電池“怕”低溫的病根，對癥下藥,，這樣解決也更為徹底,。

目前，很多三元鋰電池也具備了耐低溫的特性,，鈦酸鋰電池更是耐低溫性能中的佼佼者,，電動汽車推廣存在的低溫瓶頸也將逐步得到解決。