磷酸鐵鋰離子電池在0～-20℃溫度下，放電容量分別相當(dāng)于25℃溫度下放電容量的88.05%、65.52%和38.88%;放電平均電壓依次為3.134、2.963V和2.788V，一20℃放電平均電壓比25℃時(shí)降低了0.431V。從上述分析可知，隨著溫度的降低，磷酸鐵鋰離子電池的放電平均電壓和放電容量均有所降低，尤其當(dāng)溫度為-20℃時(shí)，磷酸鐵鋰離子電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。

從電化學(xué)角度分析，溶液電阻、SEI膜電阻在整個(gè)溫度范圍內(nèi)變化不大，對(duì)磷酸鐵鋰離子電池低溫性能的影響較小;電荷傳遞電阻隨溫度的降低而顯著新增，且在整個(gè)溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。這是因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低，SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大，導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大，在磷酸鐵鋰離子電池的放電曲線上就表現(xiàn)為平均電壓和放電容量均隨著溫度降低而降低。

在-20℃下循環(huán)5次再在25℃下循環(huán)，磷酸鐵鋰離子電池的容量與放電平臺(tái)均有所降低。這是因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液的離子導(dǎo)電率降低，低溫充電過(guò)程中的歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化加大，導(dǎo)致金屬鋰沉積，使電解液分解，最終導(dǎo)致電極表面SEI膜增厚、SEI膜電阻新增，在放電曲線上表現(xiàn)為放電平臺(tái)和放電容量降低。

1、低溫對(duì)循環(huán)性能影響

從圖中可以看出，磷酸鐵鋰離子電池在-10℃的環(huán)境下容量衰減較快，100次循環(huán)后容量?jī)H剩59mAh/g，容量衰減47.8%;將在低溫下放過(guò)電的磷酸鐵鋰離子電池在常溫下進(jìn)行充放電測(cè)試，考察期容量恢復(fù)性能。其容量恢復(fù)至70.8mAh/g，容量損失達(dá)68%。由此可見(jiàn)，磷酸鐵鋰離子電池的低溫循環(huán)對(duì)磷酸鐵鋰離子電池容量的恢復(fù)影響較大。

2、低溫對(duì)安全性能影響

磷酸鐵鋰離子電池充電是從正極脫出經(jīng)過(guò)電解液遷移嵌入負(fù)極材料的過(guò)程，向負(fù)極聚合，由六個(gè)碳原子俘獲一個(gè)。在低溫下，化學(xué)反應(yīng)活性降低，同時(shí)遷移變慢，在負(fù)極表面的還沒(méi)有嵌入到負(fù)極中已經(jīng)先還原成金屬鋰，并在負(fù)極表面沉淀析出形成鋰枝晶，這容易刺穿隔膜造成磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)短路，進(jìn)而損壞磷酸鐵鋰離子電池，造成安全事故。