电解液角度看低温衰退

目前锂电池在低温工况使用条件下经常会出现容量衰减过快的原因，我们先简单分析其衰退的主要原因。

锂电池低温性能衰退的原因其主要是

①低温下电解液的电导率下降，粘度上升，阻碍了Li+在电解液内的迁移；②Li+在负极或正极中的扩散系数在低温下下降，导致从电极扩散到电解液内的Li+减少；

③低温下电荷转移过程更加困难，电荷转移电阻（Rct）显著提高，并且Li+在SEI和CEI内的扩散系数下降。

这三个原因分别从主体电解液中迁移、电极内部扩散以及界面电荷转移三个方面阻碍了锂电池的正常运行，造成了电池极化效应的增大，从而降低了电池的放电容量和循环性能。

本篇文章我们从电解液方向去分析低温问题

从电解液理化性质的角度出发，低温环境不可避免地会影响电解液的离子导电率和粘度等性质，低温下缓慢的分子热运动和增强的分子间相互作用导致锂离子在主体电解液中的迁移严重受阻。

电解液和电极间的界面是发生电荷转移和电极反应的关键部分，低温下缓慢的电荷转移速率和严重受阻的反应动力学都显著了锂离子在电极/电解液界面处的电荷转移和电化学反应速率。相较于室温环境，低温下缓慢的电解液内锂离子迁移速率、受阻的界面电荷转移过程以及不利的电极内离子扩散都会显著提高整体电极反应的极化程度，导致电极过电势显著增大。低温下放大的电极过电势对碳基负极等嵌入型负极的影响尤为明显。

电解液方向优化低温性能

1.优化锂离子电池的低温电解液最常见的方法就是通过在常规碳酸酯电解液中添加其他组分溶剂的方式来改变电解液溶剂的组成和配比，从而提高电池低温下的电导率等性能。常见的助溶剂有碳酸酯、羧酸酯以及其他的一些特殊的有机溶剂。线性碳酸酯DEC、EMC、DMC等也是常见的低温助溶剂，羧酸酯溶剂羧酸酯是另一类常见的低温电解液溶剂，低温电解液中常见的羧酸酯溶剂多为短链的线性羧酸酯分子，例如乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）等等

2.除了溶剂外，锂盐溶质也是锂电池电解液的重要组成部分，优化锂盐溶质是提升锂电池低温性能的另一个关键。

3.在电解液中加入一些添加剂参与SEI/CEI的形成反应以改进SEI/CEI的特性从而达到提升电池低温性能的目的也是一种常见的优化手段(含F添加剂)