如果您希望在極端溫度下操作電池供電的設備或設備，則不僅要確保機器本身適合這種條件，而且還要確保其電源能夠在這些設置下安全有效地運行。 在選擇用于在極冷環境下為產品供電的電池時，重要的是要了解電池如何受到低溫的影響，以及哪些類型的電池不僅可以承受這些條件，而且可以繼續安全、有效和可靠地工作。在如此低的溫度下長時間工作。 在本文中，我們將介紹所有這些內容，以幫助您選擇滿足您確切需求的產品。

低溫如何影響鋰電池？

簡而言之，極低的溫度會減慢電池內發生的化學反應，導致性能不佳和永久性損壞。 在這種情況下，充電容量會降低，而內阻會增加。 所有這些都會導致運行時間縮短、電池壽命縮短和電池故障。 為了防止這些問題，常見鋰電池的建議溫度范圍為-20°C 和-55°C。 對于超出該范圍的條件，需要特殊的低溫電池以確保安全性和電池壽命。

低溫對鋰電池的損害是永久性的嗎？

由于極低的溫度會在標準鋰電池內產生不可逆的化學反應，因此造成的損壞是永久性的。 為了了解電池內部到底發生了什么以及如何發生，讓我們從一些基礎知識開始。

鋰離子電池有一個正極和一個負極。 充電時，鋰離子從正極晶格開始，穿過電解質隔膜到達負極，并嵌入石墨層中。 放電時，發生相反的情況：鋰離子從石墨負極層移動到正極晶格。

鋰離子電池結構及放電過程

當暴露在低溫下時，一切都會變慢，從被運輸的分子的運動到反應速度，再到整個材料的運輸過程。 對于石墨層和正極晶格中的鋰離子和鋰原子來說，這種減速尤其明顯。 鋰開始在電極-電解質界面積聚，而不是嵌入到石墨層中，這導致充電過程中形成鋰枝晶（金屬鋰積聚在負極表面）。

這是一種不可逆的轉化反應，可能會因鋰枝晶造成的結構損壞而導致容量損失、短路增加和安全隱患。

當電池在極端低溫條件下放電時，正極活性物質會損失，并且由于活性顆粒從正極破裂以及過渡金屬元素向負極移動，導致金屬顆粒積聚。 這會導致電池內出現鋰沉積。

當標準鋰電池暴露在低溫下時，容量會損失多少？

在一項研究中，研究人員證明了標準鋰電池暴露在低溫下時會損失多少容量。 在這項研究中，研究人員將電池置于低溫下 48 小時，然后將電池恢復至室溫，然后在兩種設置下測試它們的容量損失。 以慢/小速率充放電的電池損失了3.2%的容量，以快/高速率充放電的電池損失了6%的電池容量。

低溫靜置容量損失

低溫暴露導致存儲問題的主要原因有兩個，如圖 3 所示：

正極破裂。

正極顆粒的脫離形成粘合劑并導致電化學活性降低。

低溫儲存損壞的原因

除了存儲問題外，這種永久性損壞還可能導致電池完全失效，甚至導致電池爆炸等安全隱患。 這就是為什么建議在極冷環境下使用專門設計的低溫鋰電池。

低溫鋰電池與標準電池有何不同？

標準電池的建議溫度范圍為 -20°C 至 +50°C，而專門設計的低溫鋰電池可以在低于 -20°C 的溫度下安全有效地運行。 這些電池在結構上與標準鋰電池相似，但其電解質和膜經過修改，以適應在較低溫度下充電、放電和存儲能量。

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