在冬天,新能源汽车的续航公里数变少,这其实是正常原因。因为锂离子电池受到低温条件的影响非常明显。在0-40度这个范围之内,锂离子电池并不是很敏感。一旦跨越了这个温度区间,它的寿命和容量就会打折扣。
不同材料的锂离子电池,他们的耐低温性能也有所差别。像三元里电池耐低温性要稍微好一些,磷酸铁锂离子电池,它的耐低温性就属于比较差的。汽车消费者也可以感受到,锂离子电池在冬天使用的时间要比夏天短。尤其是在我国的北方地区,感受更加明显。比如说磷酸铁锂离子电池在零下十度的时候,放出的容量为最大容量的89%。有所得必有所失。三元锂离子电池虽然耐低温性更好,但是它牺牲的是高温性能。磷酸铁锂离子电池,耐高温性比较好,但是活性差,耐低温性差。
在一些寒冷的地区,也有消费者反映,给锂离子电池充电的时候,发现充不进去。这其实是因为电池管理系统对产品的一种保护措施。由于在负极上嵌套的锂离子会出现离子结晶,直接刺穿隔膜,在一般情况下容易造成微短路,影响寿命和性能,严重的话会出现爆炸等现象,所以干脆让它充不进去,作为一种保护。气温比较低时,蓄电池当中的电跑哪里去了?虽然了解自己的蓄电池已经充满电了,但是温度比较低的时候,电池在放电的过程中电压会大幅度降低。低温放电会比平常更快的到达放电截止电压,从而造成低温放电容量明显低于常温的容量。锂离子电池,它在低温下的容量并非消失不见了,只是无法在正常的电压范围内全部放出。在电压比较低的情况下,已经无法保持点击正常使用,所以达到下限电压。电池就不会再放电了。
我们在开车的时候就感觉到它的续航里程缩短了。过完这个冬天,又到春天的时候,电池的这种电量损失会随着常温的充放电进行,而自动弥补属于可逆的损失。所以会出现在冬天续航里程下降,春天又会回归里程的现象。随后,作者比较了含有添加剂和不含添加剂两种电解质体系在不同的低温条件下的电化学性能。从图3可以看出,在0.5C电流密度下循环90圈后,20℃时,两种电解质体系的容量并没有显著的差别。随着温度的降低,含有添加剂的电解质表现出比不含添加剂的电解质更加优异的循环性能。在0℃,−20℃和−40℃时,循环后含有添加剂的电解质的容量可达到107,84和48mA/g,明显高于不含添加剂的电解质在在不同温度下循环后的容量(分别为94,40和5mA/g),而且含有添加剂的电解质循环90圈之后的库伦效率仍保持在99.5%。图4比较了两种体系20℃,−20℃,−40℃时的倍率性能。温度降低会使电池的容量下降,但是,加入添加剂后,电池的倍率性能会大幅提高。例如,−20℃时,含有添加剂的电池在2C电流密度的容量仍能达到38mA/g,而不含添加剂的电池在2C时就已经不能正常工作了。