温度是如何对动力电池的性能造成影响？

随着科技的不断进步，锂电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域。

尤其是新能源汽车的高速发展，更是带动了磷酸铁锂电池和三元锂电池产业的进步，成就了一大批中国电池企业。然而锂电池的性能受温度影响显著，高低温环境对电池的安全性、寿命和性能都有重要影响。

因此要平衡动力电池的性能、寿命和安全在最优状态，就有一个最佳工作范围。目前业界普遍认为动力电池的最佳工作温度区间为20℃~30℃，但动力电池难免会在不同季节、不同地区的环境中受到不同温度的影响。

根据测试，温度的变化使得锂电池可用容量会有不同程度的衰减：-10℃时可用容量为70%，0℃时可用容量为85%，25℃时可用容量为100% 。

低温对电池的影响

相信各位电动汽车车主都有一个共同的感受，动力电池的时候明显觉得电池续航比夏天短，越冷的地区这一感知更加明显。

可见在低温环境时，动力电池容量会减少，并且充放电效率降低。环境温度越低，电池内部活性物质活性降低，电解液内阻和粘度就会越高，这就导致离子扩散困难，尤其是在正负极中锂离子变得难以嵌入而容易脱出，从而使电池容量的衰减非常迅速。

但是在低温环境下，电池容量并非不可逆的消失，而是在正常电压范围内无法完全释放。通过调整放电截止电压，或者升高温度，又可以恢复到全部正常容量。

低温除了影响电池容量下降，还会导致电池电导率下降，进行导致电池的功率输出下降。

电解液电导率随温度降低而降低，增加电池内部反应阻力，导致放电能力下降。尤其在-10℃以下，正负极界面阻抗和电解液阻抗快速增加，电池整体阻抗上升。

但是有一种情况会对电池造成不可逆的损伤。低温充电时，锂离子来不及嵌入石墨负极当中就可能析出在负极表面形成金属锂枝晶，这便是析锂现象，会造成永久性容量损失并影响安全。

高温对电池的影响

高温可能引发电池内部剧烈化学反应产生热量，若热量不及时散出而在内部聚集很容易发生漏液、放气、冒烟甚至爆炸。

因为在高温下，电池内部会发生包括SEI膜分解、嵌入锂与电解液反应、正极活性材料分解等反应。

国外一家公司通过高温测试发现，电池在85℃循环26次后容量损失7.5%，阻抗增加100%；在120℃循环25次后容量损失22%，阻抗增加1115%。高温下正极粘结剂迁移导致活性材料电化学反应能力下降，负极表面SEI膜增多，消耗活性锂离子，导致容量下降。

在持续高温环境下，电池负极还原电解液，导致活性锂离子损失，加速电池老化。高温下副反应增加，如SEI膜分解，消耗锂离子，容量快速下降。研究表明，工作温度超过40℃后，每增加10℃，电池循环寿命减半。电池组内部温差导致单体电池衰减速率不同，降低性能。

因此，动力电池组中散热系统的设计师保证电池安全可靠性的重要一环。

写在最后

温度对电池性能、电池健康的影响，就像恒温动物也需要适宜的生活温度。合适的材料、结构和使用条件，能够调节电池在不同温度下尽可能保持最佳功能发挥，但安全一定是首要因素。

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