本文重要討論了溫度，特別是低溫對(duì)鋰離子電池的影響，澄清了人們對(duì)鋰離子電池應(yīng)用的誤解。本文不是科普電池的基本原理和發(fā)展歷史，有愛好的請(qǐng)谷歌，這里頭有很多有趣的故事。讓我們從一組概念開始。

能量密度

鋰離子電池的容量單位一般是毫安(mAh)或Ah(Ah)，在使用中附加容量與實(shí)際容量的差別。能量密度是指電池每單位體積或重量所能儲(chǔ)存和釋放的能量量。有兩個(gè)單位:Wh/kg和Wh/L，分別表示重量比能和體積比能。在應(yīng)用中，能量密度比容量更重要。容量不夠，可以做得更大，并且要能量密度來推進(jìn)技術(shù)。

近年來，鋰離子電池的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，也進(jìn)入了一個(gè)緩慢上升的時(shí)期。以三星為例，其年平均能量密度為6.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于半導(dǎo)體行業(yè)的摩爾定律:

手機(jī)鋰離子電池的能量密度已經(jīng)相當(dāng)高了:

鋰離子電池的工作條件

鋰離子電池具有如此高的能量密度，因此在使用時(shí)要格外小心。一個(gè)小錯(cuò)誤可能會(huì)影響使用壽命或引起火災(zāi)，如三星。在所有的工作條件中，電壓和溫度是兩個(gè)最重要的相關(guān)條件，如下圖所示:

橫軸是電壓，縱軸是溫度，你可以看到在這一象限，有大面積的紅色警告和各種可怕的結(jié)果，中間只有一個(gè)很短的安全區(qū)域。這是鋰離子電池的舒適區(qū)，離開它可能會(huì)很危險(xiǎn):

高低壓:

鋰離子電池的電壓，有開路電壓和工作電壓，這里就不詳細(xì)介紹了。開路電壓通常含義為3.7v，但充滿電后，新電池可以達(dá)到4.2v。鋰離子電池可以說是在3.4v時(shí)就沒電了，實(shí)際上3.0v是真的沒電了。鋰離子電池放置曲線:

高于4.2v，低于3.4v會(huì)影響鋰離子電池的使用壽命。高于4.2v稱為過充，會(huì)對(duì)電池壽命出現(xiàn)不可逆的影響。會(huì)形成嚴(yán)重的熱失控，可能會(huì)導(dǎo)致起泡、漏液、火災(zāi)爆炸等。

鋰離子電池的壽命分為兩個(gè)參數(shù):循環(huán)壽命和日歷壽命。日歷壽命的計(jì)算比較繁瑣，與應(yīng)用場(chǎng)景密切相關(guān)，所以通常用循環(huán)壽命來表示電池可以循環(huán)充放電的次數(shù)。電池的平均壽命現(xiàn)在是以前的數(shù)百倍。Gb300倍。

低于2.0V稱為過放電，嚴(yán)重影響電池壽命。

高低溫:

高溫和低溫都會(huì)影響電池壽命，如圖所示:

低溫形成的電池電解液滯止電阻降低，并可能在陰極處形成鋰凝聚，對(duì)電池壽命出現(xiàn)不可逆的影響。高溫可能導(dǎo)致熱失控，如爆炸。很危險(xiǎn)的。