鋰離子電池自從進入市場以來，以其壽命長、比容量大、無記憶效應等優點，獲得了廣泛的應用。鋰離子電池低溫使用存在容量低、衰減嚴重、循環倍率性能差、析鋰現象明顯、脫嵌鋰不平衡等問題。然而，隨著應用領域不斷拓展，鋰離子電池的低溫性能低劣帶來的制約愈加明顯。

據報道，在-20℃時鋰離子電池放電容量只有室溫時的31.5%左右。傳統鋰離子電池工作溫度在-20~+55℃之間。但是在航空航天、軍工、電動車等領域，要求電池能在-40℃正常工作。因此，改善鋰離子電池低溫性質具有重大意義。

制約鋰離子電池低溫性能的因素

低溫環境下，電解液的黏度增大，甚至部分凝固，導致鋰離子電池的導電率下降。

低溫環境下電解液與負極、隔膜之間的相容性變差。

低溫環境下鋰離子電池的負極析出鋰嚴重，并且析出的金屬鋰與電解液反應，其產物沉積導致固態電解質界面（SEI）厚度增加。

低溫環境下鋰離子電池在活性物質內部擴散系統降低，電荷轉移阻抗（Rct）顯著增大。

對于影響鋰離子電池低溫性能決定性因素的探討

專家觀點一：電解液對鋰離子電池低溫性能的影響最大，電解液的成分及物化性能對電池低溫性能有重要影響。電池低溫下循環面臨的問題是：電解液粘度會變大，離子傳導速度變慢，造成外電路電子遷移速度不匹配，因此電池出現嚴重極化，充放電容量出現急劇降低。尤其當低溫充電時，鋰離子很容易在負極表面形成鋰枝晶，導致電池失效。

電解液的低溫性能與電解液自身電導率的大小關系密切，電導率大電解液的傳輸離子快，低溫下可以發揮出更多的容量。電解液中的鋰鹽解離的越多，遷移數目就越多，電導率就越高。電導率高，離子傳導速率越快，所受極化就越小，在低溫下電池的性能表現越好。因此較高的電導率是實現鋰離子蓄電池良好低溫性能的必要條件。

電解液的電導率與電解液的組成成分有關，減小溶劑的粘度是提高電解液電導率的途徑之一。溶劑低溫下溶劑良好的流動性是離子運輸的保障，而低溫下電解液在負極所形成的固體電解質膜也是影響鋰離子傳導的關鍵，且RSEI為鋰離子電池在低溫環境下的主要阻抗。

專家二：限制鋰離子電池低溫性能的主要因素是低溫下急劇增加的Li+擴散阻抗，而并非SEI膜。

鋰離子電池正極材料的低溫特性

層狀結構正極材料的低溫特性

層狀結構，既擁有一維鋰離子擴散通道所不可比擬的倍率性能，又擁有三維通道的結構穩定性，是最早商用的鋰離子電池正極材料。其代表性物質有LiCoO2、Li(Co1-xNix)O2和Li(Ni,Co,Mn)O2等。