自进入市场以来，锂电池以其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点得到了广泛的应用。低温使用锂电池存在容量低、衰减严重、循环倍率差、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题。然而，随着应用领域的不断扩大，锂电池的低温性能越来越明显。

据悉，锂电池在-20℃的放电容量仅为室温的31.5%左右。传统锂电池的工作温度在-20~+55℃之间。但在航空航天、军工、电动汽车等领域，要求电池在-40℃正常工作。因此，提高锂电池的低温性能具有重要意义。

一、制约锂电池低温性能的因素

在低温环境下，电解液粘度增加，甚至部分凝固，导致锂电池导电率下降。

电解液与负极、隔膜在低温环境下的相容性变差。

锂电池负极析出锂在低温环境下严重，析出的金属锂与电解液发生反应，其产物沉积导致固体电解质界面厚度增加。

锂电池在低温环境下的活性物质扩散系统减少，电荷转移阻抗(Rct)显著增大。

二、对于影响锂电池低温性能的决定性因素讨论

专家观点1:电解液对锂电池的低温性能影响最大，电解液的成分和物化性能对电池的低温性能有重要影响。电池在低温下循环面临的问题是电解液粘度会变大，离子传导速度会变慢，导致外部电路电子迁移速度不匹配。因此，电池严重极化，充放电容量急剧下降。特别是低温充电时，锂离子容易在负极表面形成锂枝晶，导致电池故障。

电解液的低温性能与电解液本身的电导率密切相关。电导率大，电解液传输离子快，在低温下可以发挥更多的容量。电解液中锂盐解离越多，迁移越多，电导率越高。电导率高，离子传导速率越快，极化越小，电池在低温下的性能越好。因此，高电导率是实现锂电池良好低温性能的必要条件。

电解液的电导率与电解液的成分有关，降低溶剂粘度是提高电解液电导率的途径之一。溶剂在低温下良好的流动性是离子运输的保证，低温下电解液在负极形成的固体电解质膜也是锂离子传导的关键，RSEI是锂电池在低温下的主要阻抗。

专家观点2:限制锂电池低温性能的主要因素是Li+扩散阻抗在低温下急剧增加，而不是SEI膜。

三、层状结构正极材料的低温特性

层状结构不仅具有一维锂离子扩散通道无法比拟的倍率性能，而且具有三维通道的结构稳定性，是最早的商用锂电池正极材料。其代表物质包括LiCoO2.Li(Co1-xNix)O2和Li(Ni、Co、Mn)O2。