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温度对电池寿命的影响及分析

锂离子电池通过将锂原子在两极（电极）之间移动来存储能量：在电池充电时，锂原子从正极移动到负极。当电池放电时，锂原子反向移动，从负极到正极，释放出能量。可以把这个过程想象成滑板在山坡上下滚动。你用力将它推上坡的一侧，而当它滚下另一侧时，它携带着你输入的能量。然而，这个过程并不是完全高效的，因为滑板上还作用着其他力，如摩擦力和风阻，它们会消耗能量并减缓滑板的速度。

和滑板类似，有很多因素会影响你从锂离子电池中获得的能量，其中关键因素之一就是温度。而温度对不同电池类型的影响是不同的。

一、温度对电池寿命的影响

（一）高温影响

1.电池内部温度升高，容量损失加快，容量变小难恢复。

当电池处于高温环境时，内部化学反应加剧。随着温度的升高，电池中硫酸溶液的粘度会发生变化，电阻增大，加重电极极化，从而导致蓄电池的容量减小。同时，在高温环境下充电，会导致电池性能退化。例如，手机电池在温度过高的环境下使用，内部温度也会升高，不仅会使手机电池的容量损失的更快，而且会让电池的容量变小，很难再恢复。

2.活化产生的气体膨胀危险性高，易引起燃烧或爆炸。

锂的化学性质活泼，在高温下，电池活化所产生的气体膨胀危险性很高。当电池内部持续升温，活化过程中所出现的气体膨胀就会成危险，同时温度越高，锂离子电池的容量损失就越快，而这种损失是不可逆的。高温还可能引发电池过热甚至爆炸的危险，如新能源汽车在高温天气里，动力电池过热可能导致电池性能下降、容量减少以及寿命缩短，极度高温还可能引发电池的损坏甚至火灾。

3.化学平衡被破坏，发生副反应，电池材料性能退化，循环寿命大大缩短。

温度超过45度时，会大大的破环电池内的化学平衡，出现副反应的情况。在高温环境下，电池内的化学平衡会被破坏，导致电池发生副反应，高温下电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也会大大缩短。例如，蓄电池高温使用环境是使蓄电池的实际寿命不能达到设计寿命的最主要原因。高温会使得内部化学反应加剧，导致失水，板栅腐蚀增加。

（二）低温影响

锂离子活性降低，放电能力变弱，使用时间缩短。

在低温环境下，手机电池中锂离子的活性会降低，放电能力也随之变弱，从而造成手机电池使用时间缩短。目前的手机电池一般为锂离子电池，电池的化学反应速度会受到温度影响。手机长时间在低温环境中，会使电池化学反应迟缓，导致电池放电电流变小，降低电池的容量。当温度低到一定程度，比如说零摄氏度或者零下十度的时候，手机可能出现自动关机的现象。

4.短时间低温损伤可恢复，长时间则不可逆。

如果手机电池在低温环境下的时间较短，电池性能受到的损害会在温度回升之后慢慢恢复，但是长时间处于低温环境下，手机电池则会受到不可逆的损坏。锂离子电池在低温环境下电解质移动得相当慢，从而影响锂离子在正负极之间的转移活性，导致电池充放电性能下降。当从寒冷的室外进入温暖的室内时，温度的变化还可能导致手机内部凝成水雾，出现电路板短路或其他故障。

二、电池寿命受温度影响的原因

（一）化学反应角度

1.高温下电池内部化学反应加快，水分蒸发加剧。

在高温环境下，电池内部的化学反应速度显著提升。以铅酸电池为例，高温会使电池中的硫酸溶液粘度发生变化，电阻增大，加重电极极化，从而导致蓄电池容量减小。同时，化学反应加快还会加速水分的蒸发，进一步影响电池的性能和寿命。锂离子电池在高温下也会出现类似情况，内部化学反应的加速会导致电池容量损失加快，且这种损失往往是不可逆的。

2.低温影响电池活性，可能造成内部结晶。

当温度降低时，电池中锂离子的活性会受到抑制，导致放电能力变弱。例如，在低温环境下，手机电池的放电电流会变小，降低电池的容量。对于磷酸铁锂离子电池来说，低温不仅会使正负极、电解液和粘接剂等受到影响，还可能导致石墨嵌锂速度降低，在负极表面析出金属锂，甚至形成锂枝晶，影响电池安全。此外，低温还可能造成电池内部结晶，损害电池寿命。

（二）使用习惯角度

1.过度放电增加硫酸铅结晶，破坏化学平衡。

过度放电会导致硫酸铅结晶增多，增加电池内阻，破坏化学平衡，降低充放电效率和容量。以铅酸电池为例，过度放电会使电池内部的化学反应失衡，硫酸铅结晶的增加会阻碍电池的正常充放电过程，从而缩短电池的使用寿命。

2.启停频繁使蓄电池承受较大充放电负荷。

频繁的启停会使蓄电池承受较大的充放电负荷，久而久之对电池造成损耗。例如，配备自动启停功能的汽车，其蓄电池在频繁的启动和关闭过程中，需要不断地进行充放电，这会加速蓄电池的老化，缩短其使用寿命。带有启停功能的汽车通常配备专门的启停蓄电池，如AGM/EFB型蓄电池，这种电池的使用寿命比普通电池至少要高出三倍，在低温下启动也更可靠。

3.忽视保养影响蓄电池效能。

忽视保养会影响蓄电池的效能。如果蓄电池端子氧化、电解液不足等问题未及时处理，都会