航空航天工業(yè)中的衛(wèi)星和月球車(chē)等儀器設(shè)備對(duì)鋰離子電池的依靠性很強(qiáng)。太空或火星外表的極低溫度會(huì)影響電池的放電特性，下降電池的可用作業(yè)容量。鑒于此，人們研討了各種溶劑、助溶劑、添加劑和鹽，以微調(diào)電解質(zhì)的導(dǎo)電性、溶劑化和固體電解質(zhì)界面構(gòu)成參數(shù)。研討了幾種不同的電阻現(xiàn)象，以精確地確認(rèn)低溫充放電過(guò)程中的最大約束過(guò)程。為了不依靠外部加熱部件完成低溫功能，需求更長(zhǎng)的壽數(shù)以及對(duì)化學(xué)物質(zhì)的自我依靠。因?yàn)榛鹦强碧杰?chē)裝備了更多的儀器，對(duì)儲(chǔ)能有更大的需求，因而需求選用下一代鋰離子化學(xué)新資料以添加可用容量。為了完成這些方針，在低溫下為鋰金屬和硅陽(yáng)極等高容量資料量身定做電解液是燃眉之急。本文總述了近幾十年來(lái)鋰離子電池低溫功能電解液的研討進(jìn)展。

　　從數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具，到電動(dòng)乘用車(chē)和重型貨車(chē)，鋰離子電池現(xiàn)已關(guān)系到咱們?nèi)粘Ｈ兆拥姆椒矫婷?。這些運(yùn)用推動(dòng)鋰離子電池朝著更高的作業(yè)電壓、能量和功率密度，以及更長(zhǎng)的壽數(shù)和更低的本錢(qián)開(kāi)展bat365，這些特性現(xiàn)已使它們優(yōu)于常用的堿性電池。雖然鋰離子電池現(xiàn)已在多種場(chǎng)合得到運(yùn)用，但化學(xué)依然約束了它們?cè)谀承┓懂牭膶?shí)踐運(yùn)用，例如較冷氣候下的電動(dòng)汽車(chē)和航空航天等范疇。鋰離子電池通常在較低溫度下功能欠安，需求熱辦理系統(tǒng)堅(jiān)持杰出的作業(yè)溫度。

　　在較低溫度下運(yùn)用鋰離子電池時(shí)遇到的首要問(wèn)題包括：整個(gè)電解液的傳輸動(dòng)力學(xué)較慢，電極外表的外表膜不穩(wěn)定，阻抗添加，以及陽(yáng)極上鍍鋰。電化學(xué)阻抗譜(EIS)標(biāo)明鋰嵌入電極是一個(gè)重要的限速過(guò)程。固體-電解液界面(SEI)的電導(dǎo)率和厚度等特性決議了鋰在碳陽(yáng)極中的嵌入/脫嵌動(dòng)力學(xué)，而SEI的構(gòu)成又受電解液組成的影響。因而，改進(jìn)電解液化學(xué)性質(zhì)(以進(jìn)步SEI的穩(wěn)定性)或?qū)φ龢O資料進(jìn)行改性一直是進(jìn)步鋰離子電池低溫功能的首要研討要點(diǎn)。

　　本文首要介紹了二元、三元和四元電解液的規(guī)劃開(kāi)發(fā)。沒(méi)有一種單一的電解液包括一切所需的物理性質(zhì)，組合各種碳酸鹽是取得杰出的溶劑質(zhì)量以完成低溫功能的僅有途徑。在二元溶液之后，三元和四元溶液已被證明是高度可調(diào)的，并有利于完成杰出的低溫功能。Smart等人在1999年噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的研討標(biāo)明，EC+DEC+DMC(1：1：1)三元系統(tǒng)的電導(dǎo)率在?40°C時(shí)仍高于兩種二元溶液的電導(dǎo)率，這轉(zhuǎn)化為更高的速率功能和更低的電池阻抗。功能數(shù)據(jù)標(biāo)明，三元電解液系統(tǒng)的低溫行為能夠在溫度低至?20°C的鋰離子電池中得到充沛利用。

　　雖然三元電解質(zhì)系統(tǒng)顯示出比二元電解質(zhì)系統(tǒng)優(yōu)勝的離子電導(dǎo)率、動(dòng)力學(xué)和功能，但高EC含量因?yàn)槠涓哒扯群腿埸c(diǎn)，依然會(huì)阻止離子搬遷。除了低EC含量以外，考慮四元電解液系統(tǒng)的另一個(gè)原因是多組分系統(tǒng)的溶劑化效應(yīng)。很多的溶劑分子類(lèi)型發(fā)生更多的溶劑擺放，導(dǎo)致更強(qiáng)的無(wú)序度、更低的粘度和更高的離子傳導(dǎo)性。

　　接下來(lái)介紹了酯類(lèi)共溶劑類(lèi)型的電解液。雖然全碳酸鹽基電解質(zhì)的長(zhǎng)處有助于促進(jìn)鋰離子電池在低溫下的運(yùn)用，并具有滿足的放電容量和速率，但事實(shí)證明，在?30°C以下的溫度中這些功能無(wú)法確保。與有機(jī)碳酸鹽比較，有機(jī)酯體現(xiàn)出較低的熔點(diǎn)和較高的離子電導(dǎo)率。因?yàn)閹追N酯的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于?70°C，參加這些助溶劑應(yīng)該會(huì)改進(jìn)循環(huán)功能和動(dòng)力學(xué)。有機(jī)酯已成為鋰離子電池在?40°C及以下溫度中完成杰出功能的首選助溶劑。在挑選助溶劑時(shí)，應(yīng)考慮與碳酸鹽的相容性和鋰鹽的充沛溶劑化。

　　然后評(píng)論了用于噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室火星使命的低溫鋰離子化學(xué)。在曩昔的二十年里，大多數(shù)與低溫鋰離子電池電解液有關(guān)的研討都是由帕薩迪納的噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。跟著特定能量需求和低溫操作需求的改變，需求新的電池化學(xué)來(lái)替代運(yùn)用三元MP電解質(zhì)的舊“傳統(tǒng)”化學(xué)。文章總述了用于火星使命的低溫鋰離子電池電解液的更新迭代。

　　(a)放電能量(Wh/kg)；(b)鋰離子電池在?25°C下的放電容量(Ah)，在35°C循環(huán)前后；(電池在?25°C下充電和放電)

　　最終簡(jiǎn)略介紹了用于進(jìn)步鋰離子電池低溫功能的電解液添加劑，將運(yùn)用鋰金屬氧化物和石墨電極的傳統(tǒng)鋰離子電池拓寬為低溫金屬鋰電池電解液規(guī)劃，比方鋰金屬/硅電池，也被稱(chēng)為鋰金屬電池(LMB)，因?yàn)楣韬弯嚱饘俚臉O高理論容量分別為4200mAh/g和3800mAh/g，因而這種電池是現(xiàn)在最受歡迎的。文章總述了用于金屬鋰電池的電解液系統(tǒng)與開(kāi)展進(jìn)程。

　　人們正在探究不同類(lèi)型的電解液以及原位調(diào)理固體電解質(zhì)界面(SEI)構(gòu)成，以開(kāi)發(fā)在廣泛溫度范圍內(nèi)體現(xiàn)杰出的鋰金屬電池。低溫鋰電池電解液開(kāi)展的時(shí)間線所示。