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对于手机、平板、电脑等用的3C类锂电池来说，可以通过看电池外观是否完好无损，表面有无腐蚀现象，观察电池是否有漏液、发鼓现象，方形铝壳电池还需要确认铝壳是否有坑或者变形，是否出现极柱不对称现象等。3C锂电池的性能测试是测试中必须进行的项目之一，包含了循环寿命、倍率、高低温放电、安全性测试等。3C锂电池的安全性测试包括过充电、过放电、短路、跌落、加热、震动、挤压、针刺等等，让外来物主动破坏电池来测试电池的安全性。大电流弹片微针模组针对3C锂电池测试有很好地解决方案，性能安全可靠。电流传输过程中，弹片微针模组可过电流最大值能达到50A，在1-50A的范围内电流传输都很稳定，保持着很好的连接。
3C锂电池的安全性能测试内容包括过充、短路、跌落、加热、震动、挤压、针刺、重物撞击等等，在测试的时候，具体的方法是选用连接功能较为稳定的大电流弹片微针模组，可过50A大电流，使用寿命高达20w次以上。过充测试：将3C锂电池充满电，再按照3c过充进行过充试验，当电池过充时电压上升到一定电压时稳定一段时间，接近一定时间时电池电压快速上升，当上升至一定限度时，电池高帽拉断，电压跌至ov，电池没有起火、爆炸即可。短路测试：将电池充满电后用电阻不大于s0mQ的导线将电池正负极短路，测试电池的针刺测试——将充满电的电池放在一个平面上，用直径3mm的钢针沿径向将电池刺穿。测试电池不起火、不爆炸即可。挤压测试：将充满电的电池放在一个平面上，由油压缸施与13+1KN的挤压力，由直径为32mm的钢棒平面挤压电池，一旦挤压压力到达最大停止挤压，电池不起火，不爆炸即可。重物撞击测试：将电池充满电后，放置在一个平面上，将直径15. 8mm的钢柱垂直置于电池中心，将重量9.1kg的重物从610mm的高度自由落到电池上方的钢柱上，电池不起火、不爆炸即可。
判断锂电池的质量好坏
1.看电芯
锂电池所采用的电芯大部分是软包电芯和18650电芯，首先检查电芯是否为全新，因为有不良的小作坊使用二手电芯制作锂电池的案例。软包锂电芯又名聚合物电芯，是一种软包装电解液呈胶状的电池，可被制成各种形状。该电池安全性高，不会爆炸。18650，电解液呈液态，容量大，*达3000mAh但有可能发生爆炸，安全系数较低。
2.看重量
锂电池的重量与容量是成正比的，如果是聚合物锂电池，重量相差太大的话，容量肯定就不足。但有些电池本身容量的大小不同，所以这个也不好说，所以找一些信誉比较高的锂电池厂家为好在电池行业，为了降低成本，很多人使用质量较差的电芯与保护板，虚标容量，所以在购买时一定要慎重，避免上当。
扩展资料
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
解答车友最关心的关于房车用电的100个问题
原创论文，包通过，包修改。
太阳能充电器的设计摘要：设计了基于LP3947的太阳能充电电路，通过脉宽调制对锂电池充电进行智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及锂电池的使用效率，达到延长电池使用寿命和时间的目的。关键词：太阳能；LP3947；锂电池1.引言 太阳能作为一种新型的资源越来越多地被人们关注，它所带来的一系列的产业也逐渐成为目前非常具有开发潜力的产业。太阳能光伏发电是太阳能应用的主要产业之一。在我国太阳能资源极其丰富，陆地每年接受的太阳辐射能相当惊人。如果将这些太阳能充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且可以有效地减少常规能源所带来的环境污染。 目前光伏发电在小型电器电路上的运用也逐渐的成熟，随着人们生活中越来越多的离不开手机、mp3、数码相机等一系列的数码产品，它们的充电问题成为了使用者极其关心的问题之一。设计一个利用光伏充电原理的充电器来为这些数码产品进行充电可以在很多方面解决各种问题。太阳能充电器具有携带方便、外型美观时尚，甚至可以在没有电源的情况下为手机等一系列的数码产品进行充电。2.太阳能电池板种类及工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，目前处于主流的是应用光电效应原理工作的太阳能电池，其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子，即引起光伏效应，产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P 区指向N区.此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N 端负，由此生产的结电流由P 区流向N 区，形成单向导电，发挥出与电池一样的功能。由于太阳电池板输出电压不稳定，故增加了稳压电路，通过稳压电路、充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部蓄电池充电以备应急之用;光照条件较差时，太阳电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，因此增加了升压、稳压电路，以便为充电电路提供较稳定的工作电压.阴天、夜间等光照条件极差的情况下，可利用系统内部的蓄电池，通过升压电路为后续设备充电。另外，充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急使用。3.充电器设计3.1电池充电原理 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命，图3为锂电池的充电曲线，共分三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mAh 容量的电池为例，其终止充电电压为4.2V。用1/10C（约80 mA）的电池进行恒流预充，当电池端电压达到低压门限V（min）后，以800 mA（充电率为1C）恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近4.2 V 时，改成4.2V恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10C（约80 mA）时，认为接近充满，可以终止充电。 手机电池充电曲线3.2充电器设计思想 太阳能手机充电控制电路的设计思想，从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发，同时配有锂离子蓄电池.当在户外无220V 交流电时，采用太阳能对手机锂离子直接充电，同时对锂离子蓄电池充电；当阴雨天天气或夜晚等阳光不足时，采用配置的锂离子蓄电池对手机锂离子充电，以保证任何情况下不间断.即：系统的设计以太阳能充电为主，在有足够的阳光且蓄电池又有足够供电能力的情况下，系统能够以太阳能充电为主给手机充电，蓄电池给手机补电；在无阳光或阳光弱时，以蓄电池充电为主给手机充电，太阳能为手机补电。3.3充电控制电路设计3.3.1升压电路设计由于在不同的时间、地点太阳光照强度不同，太阳电池板输出电能不稳定，需加人相应的升压、稳压等控制环节。直流升压就是将电池提供的较低的直流电压提升到需要的电压值。3.3.2稳压电路设计稳压电路的设计以三端集成稳压器W7800为核心，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。由启动电路、取样电路、比较放大电路、基准环节、调整环节和过流保护环节等组成，此外还有过热和过压保护电路，因此，其稳压性能要优于分立元件的串联型稳压电路。而且三端集成稳压器设置的启动电路，在稳压电源启动后处于正常状态下，启动电路与稳压电源内部其他电路脱离联系，这样输入电压变化不直接影响基准电路和恒流源电路，保持输出电压的稳定。3.3.3充电电路设计 锂电池以体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点，广泛地被使用在许多数码产品中。但锂电池对使用条件要求较严格，如充电控制要求精度高，对过充电的承受能力差等。因此，为了保护锂电他，该充电电路包括电池充电控制电路与电池电量检测控制电路两部分。电池充电控制电路，用来控制升压或稳压电路对锉电池进行充电，同时也是锂电池的充电电路。电池电量检测电路，用以检测充电电量的多少，当电池充满电时，充满指示灯亮，逻辑电路控制充电电路断开，停止充电。4结束语 随着现代的科技发展电子产品几乎可以普及,但电子产品的电池却一直困扰这我们。我着次的研究的目的不是让电池的容量增大,而是把太阳能充电器安装在电子产品表面上这样就可以大量增加电池的使用时间。
体积很大的电阻(一块瓷砖上饶了一根线),有拳头那么大的电阻接到你电池上面相当于短路.并且大电流充电或者放电对电池寿命影响最大.不要这样搞.浪费电池.
太大太慢，太小危险。你应先看一下这方面的书，再选电阻。推荐：《电化学原理》（航空出版社）
兄弟那还不简单，现在网上有许多网站有代写论文功能，你试试有个叫鱼跃期刊的网站价格还可以接受。
太阳能充电器的设计摘要：设计了基于LP3947的太阳能充电电路，通过脉宽调制对锂电池充电进行智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及锂电池的使用效率，达到延长电池使用寿命和时间的目的。关键词：太阳能；LP3947；锂电池1.引言 太阳能作为一种新型的资源越来越多地被人们关注，它所带来的一系列的产业也逐渐成为目前非常具有开发潜力的产业。太阳能光伏发电是太阳能应用的主要产业之一。在我国太阳能资源极其丰富，陆地每年接受的太阳辐射能相当惊人。如果将这些太阳能充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且可以有效地减少常规能源所带来的环境污染。 目前光伏发电在小型电器电路上的运用也逐渐的成熟，随着人们生活中越来越多的离不开手机、mp3、数码相机等一系列的数码产品，它们的充电问题成为了使用者极其关心的问题之一。设计一个利用光伏充电原理的充电器来为这些数码产品进行充电可以在很多方面解决各种问题。太阳能充电器具有携带方便、外型美观时尚，甚至可以在没有电源的情况下为手机等一系列的数码产品进行充电。2.太阳能电池板种类及工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，目前处于主流的是应用光电效应原理工作的太阳能电池，其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子，即引起光伏效应，产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P 区指向N区.此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N 端负，由此生产的结电流由P 区流向N 区，形成单向导电，发挥出与电池一样的功能。由于太阳电池板输出电压不稳定，故增加了稳压电路，通过稳压电路、充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部蓄电池充电以备应急之用;光照条件较差时，太阳电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，因此增加了升压、稳压电路，以便为充电电路提供较稳定的工作电压.阴天、夜间等光照条件极差的情况下，可利用系统内部的蓄电池，通过升压电路为后续设备充电。另外，充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急使用。3.充电器设计3.1电池充电原理 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命，图3为锂电池的充电曲线，共分三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mAh 容量的电池为例，其终止充电电压为4.2V。用1/10C（约80 mA）的电池进行恒流预充，当电池端电压达到低压门限V（min）后，以800 mA（充电率为1C）恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近4.2 V 时，改成4.2V恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10C（约80 mA）时，认为接近充满，可以终止充电。 手机电池充电曲线3.2充电器设计思想 太阳能手机充电控制电路的设计思想，从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发，同时配有锂离子蓄电池.当在户外无220V 交流电时，采用太阳能对手机锂离子直接充电，同时对锂离子蓄电池充电；当阴雨天天气或夜晚等阳光不足时，采用配置的锂离子蓄电池对手机锂离子充电，以保证任何情况下不间断.即：系统的设计以太阳能充电为主，在有足够的阳光且蓄电池又有足够供电能力的情况下，系统能够以太阳能充电为主给手机充电，蓄电池给手机补电；在无阳光或阳光弱时，以蓄电池充电为主给手机充电，太阳能为手机补电。3.3充电控制电路设计3.3.1升压电路设计由于在不同的时间、地点太阳光照强度不同，太阳电池板输出电能不稳定，需加人相应的升压、稳压等控制环节。直流升压就是将电池提供的较低的直流电压提升到需要的电压值。3.3.2稳压电路设计稳压电路的设计以三端集成稳压器W7800为核心，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。由启动电路、取样电路、比较放大电路、基准环节、调整环节和过流保护环节等组成，此外还有过热和过压保护电路，因此，其稳压性能要优于分立元件的串联型稳压电路。而且三端集成稳压器设置的启动电路，在稳压电源启动后处于正常状态下，启动电路与稳压电源内部其他电路脱离联系，这样输入电压变化不直接影响基准电路和恒流源电路，保持输出电压的稳定。3.3.3充电电路设计 锂电池以体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点，广泛地被使用在许多数码产品中。但锂电池对使用条件要求较严格，如充电控制要求精度高，对过充电的承受能力差等。因此，为了保护锂电他，该充电电路包括电池充电控制电路与电池电量检测控制电路两部分。电池充电控制电路，用来控制升压或稳压电路对锉电池进行充电，同时也是锂电池的充电电路。电池电量检测电路，用以检测充电电量的多少，当电池充满电时，充满指示灯亮，逻辑电路控制充电电路断开，停止充电。4结束语 随着现代的科技发展电子产品几乎可以普及,但电子产品的电池却一直困扰这我们。我着次的研究的目的不是让电池的容量增大,而是把太阳能充电器安装在电子产品表面上这样就可以大量增加电池的使用时间。
呵呵，锂电池产业不错。锂点产业主要的发展在电动汽车上。对中国赶超国外的汽车产业是一个很好的机会。
起到取代黑色能源的作用，更加环保，更加清洁，节约社会成本。
电池怎么检测电流要求检测电流的话，一般都是使用外称万能表，用外用表进行两个正负极连接以后，然后看它的数字显示，就可以知道它是哪种电流的。
首先是电池极性判别电路，对于有电荷的电池判断倒是很简单，没有一点电的电池要复杂一点点！ 其次是电池能冲的最高电压判断，这个要根据电池的充电特性曲线来判断。 然后是充电的电流大小判断，这个要根据电池的电压等级，已经其电压增长幅度了决定！ 最后就是考虑浮充和充电完毕的问题了！
采用恒流放电器进行放电，先将电池充满电（4.2V），静止12小时，再恒流放电到3.0V停止。放电计量时间为小时，再用放电电流（安培）乘以放电时间（小时），乘积即为电池容量。例如，放电电流为0.3A，放电时间为8小时，则该电池的容量为0.3A*8H＝2.4AH
利用万用表的电流测量档位就可以测，有的万用表配备电流钳，利用电流钳来测也可以。
体积很大的电阻(一块瓷砖上饶了一根线),有拳头那么大的电阻接到你电池上面相当于短路.并且大电流充电或者放电对电池寿命影响最大.不要这样搞.浪费电池.
深度放电 伤电池的。。。。用至3%关机就行三思吧
锂电池的放电是需要专门的负载设备的。用电阻的方式你是无法知道电池容量的变化情况。如果你只是想了解你的手机或者笔记本电池的充电时间，你只需要将他们使用到自动关机，这就代表电放完了。锂电池通常要和电源保护电路一同工作，该电路的一个作用就是检测电池容量，这是个非常复杂的问题，到现在为止，它还是许多博士论文的题目呢。但对于小电流放电的应用，如手机和笔记本电脑，用一般的电压测量法就可以估算电池的容量了。 一般情况下电池的电压小于2.5V时即认为容量为0。
一、背景介绍迄今为止，锂离子电池(LIB)已广泛应用于便携式电子设备和电动汽车，而且它们的普及率还在继续增长。然而，随着应用的增加，挑战也越来越多，尤其是当运行条件偏离室温时。虽然研究人员已经对LIB的高温性能和降解进行了广泛的研究，但低于零摄氏度的性能受到的关注较少。低温下LIB的容量损失在一定程度上受到电池内部液体电解质的控制。因此，对电解质进行改性有望解决LIB的低温失效问题。【图1】用于改善低温性能的电解质工程策略示意图。二、正文部分1、成果简介美国劳伦斯伯克利国家实验室GaoLiu团队近日发表了一篇综述文章，首先简要介绍了决定锂离子在0°C以下性能的各种过程。然后，概述了提高上述低温性能的电解质改性策略，包括各种添加剂、溶剂和锂盐。最后，总结了这些策略的优缺点，并就该领域的现状提供了一些见解，包括有前景的新型研究领域。该研究以题目为“Liquidelectrolyte development for low-temperature lithium-ionbatteries”的论文发表在国际顶级期刊《Energy& Environmental Science》上。2、研究亮点简要回顾了低温LIBs液体电解质的发展历史。首先总结了决定锂离子在低温(<0°C)下性能指标的各种过程，以及电解质如何影响它们。然后，回顾了近年来低温LIB的电解质改性策略。最后，对该领域未来的发展方向提出了一些建议。3、图文导读【图2】石墨‖LiNi0.80Co0.15Al0.05O2全电池中锂传输路径的概述。锂离子电池的容量通常会随着温度的降低而降低。当温度恢复到正常条件时，这种容量损失通常是可逆的。另一方面，如果电池在低温下充电，也可能发生不可逆的容量损失，这是由于在负极表面沉积了锂金属。这两种类型的容量损失主要归因于低温下增加的内阻。这种内阻有许多组成部分，每个部分对应于锂离子在电池中不同的传输过程（图2）。【图3】(a)EMC-EC的液固相图，(b)PC-EC的液固相图。典型的LIB电解质有机碳酸酯溶剂包括碳酸亚乙酯(EC)，其具有较大的介电常数，能够使Li+和PF6-强烈离解以形成高导电性电解液。LIB电导率普遍随温度降低，这主要归因于粘度增加，导致内阻上升。由于粘度与EC含量相关，因此应尽量减少这种溶剂。然而，由于EC在稳定SEI形成方面具有重要作用，这项工作具有挑战性。EC具有高熔点，容易凝固。当EC发生结晶时，它会降低剩余液相的电导率，甚至可能堵塞电极孔，导致容量降低。对于浓度>30mol%EC的EC/EMC体系，液相线点仍保持在0°C以上（图3a）。与线性碳酸酯相比，碳酸亚丙酯(PC)在作为助溶剂添加时能够更有效地抑制EC结晶（图3b）。因此，PC广泛用作一种低温溶剂。【图4】(a)商业锂离子电池放电至3.87V时电解质体电阻(Rb)、SEI电阻(RSEI)、电荷转移电阻(Rct)以及Rct占总电阻的百分比(Rct%)随温度的变化。(b)Rct的Arrhenius曲线。早期的阻抗研究显示，LIB过电位与充电状态强烈相关，特别是低于-20°C情况下（图4a）。阻抗谱显示，随着温度降低，中频区的电阻增加，这通常对应电荷转移电阻(Rct)。后续工作发现Rct和温度之间存在Arrhenius关系（图4b），并且电荷转移过程的活化能（Ea,ct）强烈依赖于电解质组成。综上所述，这些结果显示，Li+去溶剂化过程才是与电荷转移相关的限速步骤，而不是Li+跨越SEI的过程。【图5】(a)石墨界面处Li+去溶剂化示意图。(b和c)Gr‖NCA电池的放电曲线。E9A是指在E9电解质中经历了化成循环的负极（贫EC配方），而E2C是指在E2中经历化成循环的正极（富含EC的配方）。最近的研究工作也证明，Li+去溶剂化是低温下的限速过程（图5a）。2017年，太平洋西北国家实验室的一个团队系统地比较了Gr‖Gr、NCA‖NCA和LTO‖LTO对称电池中不同成分的碳酸盐电解质，从而消除了锂金属的影响。尽管在这些材料及其界面中化学结构不同，它们的中频EIS响应在-40°C时几乎相同，这意味着在每种情况下，离子去溶剂化都是限速过程。此外，当石墨负极在一种电解液中进行SEI化成过程，然后与另一种电解液重新组装成Gr‖NCA全电池时，-20℃时电池的放电容量与前一种电解液几乎没有相关性，但与后一种电解液密切相关（图5b和c）。【图6】(a)锂离子电池阻抗图。(b)Li‖MCMB半电池阻抗图。电解质的主要影响是界面组成。中间相可能在负极(SEI)或正极(CEI)表面上形成，它们对电池阻抗产生了体相传输电阻(RSEI)。然而，RSEI不太可能是低温下内阻的最大组成部分。事实上，一些早期的研究指出SEI电导率是低温LIB容量的主要限制因素，这是一个普遍的误解。那么，为什么这种误解会持续存在呢？一个可能的原因是RSEI和Rct可能难以区分。与中间相离子传输和电荷转移相关的阻抗通常有相当大的重叠，这可能导致它们在阻抗图中显示为一个半圆（图6a和b）。另一个可能的原因是，虽然RSEI不是总电阻的最大组成部分，但仍存在，从而显着影响性能。【图7】(a)带有锂参比电极的MCMB‖LiNi0.8Co0.2O2电池在-20°C充电期间的电极/电池电压曲线。(b)MCMB‖LiNi0.8Co0.2O2电池在-20°C放电期间的电压-容量图。在低于25°C或以高倍率对石墨负极进行充电会导致锂金属沉积，引发安全隐患和容量过早衰减。如果石墨颗粒相对于Li/Li+的电化学电势下降到0V以下，则在热力学上可能形成锂金属。当施加电流足够大时，负极电位可能会进一步下降到锂电镀状态（图7a）。这种过电位可能由多种因素引起，包括欧姆损耗以及传质和动力学限制。大量研究表明，在低温运行期间，石墨上也会发生镀锂。研究人员采用电化学方法检测低温下何时发生锂电镀（图7b），并对-30°C时LIB放电曲线进行dV/dQ分析。这些dV/dQ分析表明，低温充电后电池阻抗升高，这归因于锂金属与电解质反应生成的SEI。【图8】(a)MCMB‖LiNi0.5Mn1.5O4全电池在市售电解质（BE）和含有三（三甲基甲硅烷基）亚磷酸酯和1,3-丙二醇环状硫酸盐添加剂（BE+MA+1wt% TMSP+1 wt%PCS）电解质中的循环性能。(b)在室温下0.5C充电后，上述电池在-20至-60°C的放电曲线。(c)亚磷酸盐和硫酸盐添加剂在该体系中的工作机制。有机亚磷酸酯已作为LIB电解质添加剂用于降低可燃性和提高高压稳定性。特别是，亚磷酸三（三甲基甲硅烷基）酯，又名TMSP或TMSPi，由于其对金属氧化物的钝化作用而受到关注，因为其有助于形成稳定的正极电解质界面(CEI)层。TMSPi还参与石墨上SEI的形成，因为它与EC降解过程中形成的锂醇盐产生反应。最近的研究发现TMSPi可降低-40°C下Gr‖NCA全电池的过电位，从而提高容量。同年的另一篇论文显示，添加TMSPi能够使得5V级MCMB‖LiNi0.5Mn1.5O4电池在-60°C下运行，且没有容量衰减（图8a和b）。除了钝化正极外，该添加剂还能够显着稳定负极SEI，防止锂金属沉积并减少微裂纹的形成（图8c）。【图9】(a)在标准电解质（1M LiPF6in EC/EMC/PC 4:7:1 w/w）中添加1wt% LiPO2F2后，Gr‖NMC523电池在低温下的放电容量保持率。（b和c）完全充电的正极和负极半电池在0°C时的阻抗。尽管已经开发了许多不同的锂盐作为LIB添加剂，但很少有人专门研究它们在低温下的作用。其中，二氟磷酸锂(LiPO2F2)可以改变正负极的界面化学特性。在标准电解质(1M LiPF6 in EC/EMC/PC 4:7:1 w/w)中仅添加1wt% LiPO2F2，就可以将Gr‖NMC523电池在-30°C下的相对容量保持率从9.6%提高到57.9%（图9）。最近，另外一些研究表明，这种添加剂在石墨和NMC表面上都充当界面形成剂，大大降低了SEI和CEI电阻。【图10】(a)在低温（Gr‖NMC111软包电池）和室温（Gr‖NCA纽扣电池）下少量(0.05M)CsPF6添加剂对锂离子全电池性能的影响。(b)Gr‖NCA纽扣电池在-40°C和C/5倍率下，三种含有CsPF6添加剂的电解质中的放电电压曲线，其中E1=1M LiPF6in EC/PC/EMC 1:1:8 w/w+0.05 MCsPF6。(c)含有E1、E2或E3电解质的Gr‖NMC111软包电池在-40°C下的1C放电曲线。电解液E2含有0.5wt%的FEC和TMSPi，但不含1,3-丙磺酸内酯(PS)。(d)在60°C，1C恒流循环期间，含有E1、E2或E3的Gr‖NCA纽扣电池的容量保持率。电解液E3中存在0.5wt% PS。用于改善低温性能的添加剂之一是CsPF6（图10）。Cs+的作用是由于它在引导SEI形成方面的作用:铯离子在其溶剂壳中只能容纳1-2个EC分子，而且[Cs(EC)1-2]+的还原电位高于[Li(EC)3-4]+的还原电位。这导致SEI由EC的分解产物主导，即使在具有竞争性溶剂或低EC含量的电解质中也是如此。在优化溶剂和添加剂组成后，0.05M CsPF6电解质组装的1Ah软包电池(Gr‖NMC111)，其在-18°C下保持0.69Ah的放电容量，在-40°C下保持0.37Ah的放电容量，均在1C倍率下。相同的电池在25°C时能够循环1000次，容量保持率>85%，而使用相同电解质的Gr‖NCA纽扣电池在60°C下循环300次后容量保持率>60%。【图11】(a)含有10wt% PC和30wt% EC(E6)、20wt% EC(E7)或10wt% EC(E8)的电解质的差示扫描量热法结果，其余为EMC。(b)不同温度下具有不同EC含量的10%PC电解质电导率。(c)Gr‖NCA纽扣电池在不同温度下的C/5放电容量随EC含量的变化。碳酸丙烯酯 (PC)是一种极性非质子溶剂(ε=65)，具有宽的液体温度范围（-49至242°C）。由于PC的熔点和粘度优于EC，添加少量PC可以提高低温下的电导率并显着降低结晶倾向。在2017年的一项研究中，李等人彻底比较了含有不同比例EC、PC和EMC且具有恒定盐浓度（1.0M LiPF6和0.05MCsPF6）的电解质热特性和离子电导率。发现添加PC显着降低了液相线温度和凝固点，对于PC:EC:EMC=1：1：8的电解质，分别为-58.4°C和-67.2°C（图11a）。此外，在低于-20°C的温度下，电导率随着EC含量的降低而均匀增加，在-40°C下，1:1:8混合物的电导率可高达1mS cm-1（图11b）。这种相对简单的三元混合物能够使Gr‖NCA纽扣电池和Gr‖NMC111软包电池在-40°C和C/5条件下的容量保持率>65%（图11c）。【图12】(a)高氟化FEC基电解质的冰点。（b）几种电解质电导率随温度的变化。含有高氟电解质和标准电解质的Li‖NCA半电池(c)在不同温度下的循环性能，以及(d)在-20°C，C/3下的循环性能。Fan等人最近报道了一种使用FEC作为主要溶剂成分的高氟含量电解液。作者在FEC：DEC=1:3的混合物中溶解了高浓度的氟化盐LiFSI或LiBETI。然后将浓缩的电解质进一步稀释到惰性氟化溶剂中，这种溶剂通常不能溶解锂盐，但可与预溶剂化的混合物混溶。由此产生的局部高浓电解质在-120°C以下保持液态（图12a），达到了惊人的低温极限。它们的电导率对温度不敏感，从-80°C到25°C仅变化两个数量级（10-5-10-3Scm-1）（图12b）。此外，由于盐与（配位）溶剂分子的比例很高，Li+的平均溶剂化能显着降低。总之，这种电解质使得Li‖NCA电池能够在-95至70°C内运行（图12c和d）。【图13】(a)MCMB‖LixNiyCo1−yO2软包电池的串联电阻随温度的变化，该软包电池电解质为1M LiPF6 inEC/EMC/各种酯=1:3:1。(b和c)在标准电解质和1M LiBOB in GBL:F-EPE=7:3电解质中，Gr‖NMC111纽扣电池在不同温度下的0.1C放电曲线。除了碳酸酯类之外，酯类以及它们的环状衍生物（称为内酯类）也可以作为低温锂离子电池的电解质溶剂。其中，丙酸甲酯(MP)是最有效的（图13a），把它添加在1M LiPF6in EC/EMC/MP=2:6:2电解质中后，Gr|LiNi0.8Co0.2O2电池的放电容量可在-60°C下超过5Ah。另外，环状内酯与线性酯类不同，它们具有较高的极性，足以部分或完全替代EC/PC。研究最多的是γ-丁内酯(GBL)，其在室温下具有42的相对介电常数，约为EC的一半，但仍然足够大，使得Li+盐有效电离。它还能在更宽的范围内保持液态，并且比EC具有更低的粘度。然而，与其他酯一样，它无法在石墨上形成钝化SEI。然而，最近Shi等人在GBL与惰性氢氟醚（F-EPE）的混合物中溶解了1M 双（草酸根）硼酸锂(LiBOB)作为电解质。这种电解质使得Gr‖NMC111电池能够在宽的温度范围内（-40至60°C）稳定循环，在-40°C下能提供74mAh g-1的比容量，而传统电解质做不到（图13b和c）。【图14】(a)完全充电的锂离子电池在-20°C下的阻抗谱，电解质为1MLiPF6/LiBF4in EC/DMC/DEC=1:1:1 w/w。(b)使用混合LiDFOB/LiBF4电解质与标准电解质的Li‖LiFePO4电池在-20°C下的初始充放电曲线，放电速率为0.5C。(c)-20°C下，Gr|LiNi0.5Mn1.5O4电池在含有不同比例LiDFOB与LiBF4电解质中的循环性能。LiBF4在电解质中的离子电导率和SEI特性较差，但在零度以下，LiBF4可以实现比LiPF6更好的电池性能。当使用LiBF4时，全电池Rct显着降低（图14a）。然而，由于电解质溶液中形成的SEI性能较差，LiBF4并没有得到广泛普及。另一方面，双(氧代)硼酸锂(LiBOB)具有优异的SEI形成能力。然而，LiBOB的溶解度和导电性比LiPF6更差，限制了它的应用。在二氟（氧代）硼酸锂(LiDFOB)中可以避免上述两个问题，它具有LiBOB的SEI形成特性，以及适当的溶解度和离子解离特性。使用LiDFOB和LiBF4组成的混合盐可以最大限度地发挥这两种化合物在低温下的优势。例如，李等人研究了一种EC/DMS/EMC=1:1:3v/v电解液，其中LiDFOB和LiBF4总量为0.9M。在半电池测试中发现这种电解质与石墨和LiFePO4兼容，在-20°C时，其容量比标准电解质高得多（图14b）。Zhou和同事对在-20至60°C内具有不同DFOB/BF4比的电解质进行了详细研究。纯LiDFOB普遍适用室温和更高温度，在Gr‖LMNO电池中产生最好的电导率和放电容量，但这种趋势在-20°C时完全相反，LiDFOB和LiBF4混合物显示出更好的特性（图14c）。在0.8M LiDFOB和0.2M LiBF4比例下达到了最优的性能，因为即使是少量的LiBF4也可以在-20°C下将电池Rct从482.6Ω降低到346.3Ω，而不会影响LiDFOB的钝化效果。因此，含有这种混合物的电池在所有温度下都表现出优异的容量保持率。【图15】(a-c)含有各种电解质的Si纳米片粉末半电池在不同温度下的循环性能。电解质为1M LiPF6in EC/DEC=1:1 v/v，具有10wt%的添加剂。(d-f)上述电池在不同温度下第10次循环的充放电曲线。硅负极具有较高的容量，有望取代石墨负极，然而它在低温下的性能研究较少。春田等人比较了几种常见电解质添加剂在不同温度下对Si纳米片负极的影响（图15），发现10wt% FEC在-5°C下和60°C下都有较高的容量和循环稳定性。而10wt% VC在高温下的容量稍好一些，但低温下的容量则会大大降低。4、总结和展望这篇综述首先总结了与液体电解质相关的阻抗来源以及它们在低温性能中所起的作用。低温下LIB运行的最大限制因素是电荷转移电阻，而这与电解质/活性材料界面处的Li+去溶剂化相关。通过电解质工程能够解决这些问题。电解质添加剂通常有助于形成坚固的SEI/CEI层，降低Li+传输阻力。低温下最简单但最有效的溶剂组分之一是碳酸丙烯酯(PC)，因为它熔点较低(-49°C)。最后，使用其他锂盐，如LiBF4，LiBOB和LiDFOB，也能够将低温下的电荷转移电阻大大降低。总的来说，通过对电解质添加剂、溶剂、锂盐进行改性和不同的组合有望进一步提升低温LIB性能，使其能够应用于一些极端条件如航空航天，深海探测等领域。参考文献DionHubble, David Emory Brown, Yangzhi Zhao, Chen Fang, Jonathan Lau,Bryan D. McCloskey and Gao Liu*. Liquid electrolyte development forlow-temperature lithium-ion batteries, Energy& Environmental Science.DOI:10.1039/D1EE01789F