沃特玛如何提高磷酸铁锂离子电池的低温性能？

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日前，在第七届全球新能源汽车大会（GNEV7）上，沃特玛副总经理饶敏敏发表了题为《影响锂离子电池性能影响因素研究》的主题报告。 内容安排如下：首先，饶敏敏介绍一下，沃特玛成立于2002年，总部在深圳。 目前拥有员工12000余人，是首批进入工信部强锂离子电池目录的电池企业，其中沃特玛电池在道路上行驶的电量超过5万只。

目前电动乘用车领域的动力锂离子电池大部分为磷酸铁锂。 饶定民表示，磷酸铁锂有几个比较优势：循环寿命、倍率比较好，但是低温下会比其他电池体系长一点。 其次，现在的电动车，不同温度的差异比较大。

常温下能跑160公里的电动车，到-20度可能只能跑60-80公里，效率提升更加明显。 其次，冬季低温充电的问题，包括充电难，安全事故等。 对于磷酸铁锂离子电池，沃特玛对其低温特性做了更为细致的研究：一是正极的影响，磷酸铁锂正极本身电子传导性较差，而且极化比较容易加剧，降低容量的发挥；第二是负极，负极这个东西对低温充电很重要，因为会影响安全性问题；第三是电解液这块，在低温下可能增大，锂离子的迁移阻抗也会增大；第四是粘结剂，这个是目前影响电池低温性能比较大的一个。

Watma的整个构思是从正极、负极、电液、粘合剂四部分来构思磷酸铁锂离子电池的低温性能。 正向来说，现在它已经是纳米级的了，它的粒径、电阻、以及AB平面轴的增长都会影响整个电池低温的特性。 磷酸铁锂的制备工艺有三种。

从我们整个制备条件来看，磷酸铁锂的工艺不同，纳米包覆之后，我们从AB轴的角度看，增加了，锂离子的迁移通道就会变大，有利于提高电池的性能。 不同的制程对正极的影响也不同，而由100~200纳米粒径磷酸铁锂制成的电池的低温放电特性，在-20度时就能释放94%，这是因为纳米粒径缩短了迁移的路径，也提高了低温和放电的性能，因为磷酸铁锂的放电跟正极有关。 从负极考虑充电特性，饶定一认为，锂离子电池的低温充电特性很重要，包括负极的颗粒粒径和层间距的大小，选择了三种不同的人造石墨作为负极，研究了不同的层间距和颗粒大小。

路径对低温特性的影响。 从三种材料来看，层状石墨的颗粒较大，从阻抗来看，体阻抗和离子迁移阻抗相对较小。 在充电方面，饶善义认为，冬季低温下放电问题不大，重要的是低温充电。

因为在横流比上，1C或者0.5C的横流比非常关键，要恒压要很长的时间，通过改进三种不同的石墨对比，其中一种在-20度充电恒压比上是比较大的改进，从40%提高到70%，层间距增加了，还有粒径的减小。 这块电解液，在-20度、-30度的时候，电解液的粘度增加，性能变坏。

电解液来自三个方面：溶剂、锂盐、添加剂。 饶定民表示，“通过实验我们发现，溶剂对磷酸铁锂离子电池低温性能的影响从70%左右，有的达到90%以上，有十几个点；其次，不同的锂盐对低温充放电的性能有一定的特性。 影响。

我们把溶剂体系和锂盐固定下来，低温添加剂可以把放电容量从85%提高到90%，也就是说整个电解液体系里，溶剂、锂盐、添加剂都是针对我们动力锂离子电池的。 对低温特性有一定影响，包括其他材料体系。 ”饶定一说，胶粘剂主要有三种类型，两种点状，一种线状。

当-20度充放电的时候，这两个点大概做了70到80次以上的循环，整个极柱就呈现粘结剂失效的现状，而使用线性粘结剂则不存在这个问题。 整个体系之后，从正极、负极、电解液到粘结剂的改进，我们对磷酸铁锂离子电池单体有了比较好的效果，一个是充电特性，-20、-30、-40度温度下0.5C充电恒流倍数可以达到62。

9%，-20度温度放电可以放出94%，这个是放大倍数和循环的一些特性。 总体来说，新能源汽车在北方地区正常运行，不仅仅电池单体可以解决充电问题，同时还有通过Pack对BMS的创新，以及保障模式的创新。 保障北方低温条件下新能源汽车正常运行。

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