极端温度条件下锂离子电池的研究进展

    对能源储存日益增长的需求，不断要求电池能够在各种极端条件下工作。锂离子电池作为新一代储能技术，虽然已经被广泛研究和应用，却几乎只能在室温环境中工作。

    这主要是因为，高温或低温，都将引起电池性能降低。尤其是在高温条件下，内部会产生较大的热量浮动，从而引起爆炸等安全事故。

    有鉴于此，RiceUniversity的Pulickel M． Ajayan等人从锂离子电池的材料角度阐述了近年来极端温度条件下（＜20℃或＞60℃）的锂离子电池的研究进展。

    一、正极材料

    正极是锂离子和电子的中转中心，很容易发生相变。另一方面，在深度充电情况下，电极－电解质界面发生的副反应往往会使电极结构变得不稳定。

    二、负极材料

    负极材料的工作往往依赖于有效的异质结构钝化层，温度升高将使得钝化结构破坏，并引发副反应；而温度降低又将降低锂离子的透过性。

    三、电解质

    低温条件下，电解质粘度增加，阻碍离子迁移和电极润湿性，降低比率性能；而且，导电性降低将引起电极周围锂离子的消耗。高温条件下，电解质容易发生化学变化，并和带电的电极发生反应。

    四、其他材料

    除了正极材料、负极材料以及电解质材料之外，锂离子电池中还有一些辅助材料，譬如隔膜、粘结剂以及集流器等等。这些材料虽然几乎不具有电化学活性，很少被研究，但是，它们也是保障电池在极端条件下正常工作的重要因素。