随着锂离子电池在电动汽车和军工领域的迅速发展，其低温性能已不能适应特殊的低温天气或极端环境。在低温下，锂离子电池的有效放电容量和有效放电能量明显降低。同时，锂离子电池在-10℃下很难充电，严重制约了锂离子电池的应用。

锂离子电池主要由正极材料、正极材料、隔膜和电解液组成。锂离子电池在低温环境下具有放电电压平台低、放电容量小、容量衰减快、倍率性能差等特点。制约锂离子电池低温性能的主要因素有：

阴极结构

阴极材料的三维结构限制了锂离子的扩散速率，特别是在低温下。锂离子电池的正极材料包括市售磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂、锂钴氧化物等，以及处于发展阶段的高压正极材料，如锰酸镍锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒锂等。不同的阴极材料具有不同的三维结构。目前，电动汽车动力电池的正极材料主要有磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。吴文迪等研究了磷酸铁锂电池和镍钴锰三元电池在-20℃下的放电性能，发现磷酸铁锂电池在-20℃下的放电容量仅能达到常温容量的67.38%，镍钴锰三元电池的放电容量可达70.1%。杜晓丽发现，LiMn2O4电池在-20℃下的放电容量可达到常温容量的83%。

高熔点溶剂

由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂，锂离子电池电解液在低温下粘度增大。当温度过低时，电解液会凝固，导致锂离子在电解液中的传输速率降低。

锂离子扩散速率

低温下锂离子在石墨阳极中的扩散速率降低。项羽系统地研究了石墨阳极对锂离子电池低温放电性能的影响，提出锂离子电池在低温环境下电荷转移阻抗增大，导致锂离子在石墨阳极中扩散速率降低，是影响锂离子电池低温放电性能的重要原因锂离子电池的温度性能。

SEI膜

在低温下，锂离子电池负极的SEI膜增厚，SEI膜的阻抗增大，导致锂离子在SEI膜中的导电率降低。最后，锂离子电池在低温下的充放电极化降低了充放电效率。

综述

目前，影响锂离子电池低温性能的因素很多，如阴极结构、锂离子在电池各部分的迁移率、SEI膜的厚度和化学成分、电解质中锂盐和溶剂的选择等。

低温性能限制了锂离子电池在电动汽车、军事工业和极端环境领域的应用。开发低温性能优异的锂离子电池迫在眉睫。