Die Lithiumentwicklung ist das Hauptfehlerproblem von Lithium-Ionen-Batterien beim Laden bei niedrigen Temperaturen. Aufgrund der geringen Diffusionsrate von Lithiumionen in der festen Phase von Graphitpartikeln und in der flüssigen Phase des Elektrolyten bei niedrigen Temperaturen nimmt die negative Polarisation während des Ladens zu und es kommt zu einer Lithiumentwicklung, und das ausgefällte Lithiummetall wird direkt in reversibles Lithium gespalten an der Batterieentladereaktion beteiligtes und durch die Reaktion mit dem Elektrolyten irreversibles Lithium („totes Lithium“). Die Ergebnisse zeigen, dass „totes Lithium“ direkt zum Verlust von aktivem Lithium führt und möglicherweise auch zum Verlust aktiver Substanzen und zur Erhöhung der Impedanz führt. Mit zunehmender Zyklenzahl erhöht sich das Mindestpotential negativer Ladung, der SOC-Bereich beim Laden und Entladen wird schmaler, die Lithiumanalyse wird gehemmt und die Abschwächung der Zyklenkapazität wird relativ stabil. Es wurde festgestellt, dass der Zerfallsmechanismus der Lithiumentwicklung für die Zykluskapazität bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich ist. Die Ausfällung von Lithiummetall bei niedrigeren Temperaturen erzeugt mehr „totes Lithium“, was zu einem stärkeren Verlust an aktivem Lithium und einem stärkeren Rückgang der Zykluskapazität führt. Die Untersuchung der Zyklenleistung bei 5 °C zeigte, dass der Kapazitätsabfall nach 20 Wochen Zyklen auftrat, was auf die Bildung von Ablagerungen auf der Oberfläche der negativen Graphitelektrode zurückzuführen war, die durch Spuren von Lithiumentwicklung verursacht wurden und die Poren füllten Oberfläche der Elektrode und blockierte die Diffusion von Lithiumionen innerhalb der Elektrode in der flüssigen Phase.

Es wurden die Lithiumentwicklung und das Auflösungsverhalten von Lithium-Eisenphosphat-Batterien während des Ladens und Entladens bei niedrigen Temperaturen untersucht. Die Morphologieänderung, die Elementverteilung und die Oberflächenzusammensetzung der negativen Elektrode der zerlegten Batterie nach dem Laden und Entladen bei niedriger Temperatur wurden analysiert. Untersucht wurden die Lade- und Entladeleistung und die Zyklenleistung der Batterie nach dem Laden und Entladen bei niedrigen Temperaturen sowie der Einflussmechanismus der irreversiblen Lithiumentwicklung.

Die wichtigsten Schlussfolgerungen lauten wie folgt:
1. Bei niedriger Temperatur findet während des Ladens eine Lithiumentwicklungsreaktion in der negativen Elektrode der Lithiumeisenphosphatbatterie statt, die Lithiummetallausfällung während der Lagerung wird nicht wieder in Graphit eingebettet und es kommt zu einer elektrochemischen Auflösungsreaktion während der Entladung. Basierend auf dem Li-Auflösungsverhalten der Batterie bei niedriger Temperatur werden die reversible Li-Entwicklungskapazität, die irreversible Li-Entwicklungskapazität und die gesamte Li-Entwicklungskapazität berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass der Anteil der irreversiblen Li-Entwicklungskapazität höher ist, wenn die gesamte Li-Entwicklungskapazität größer ist, und dass der Anteil der irreversiblen Li-Entwicklungskapazität im niedrigeren Temperaturbereich höher ist.
2. Nach der Demontage der Niedertemperatur-Lade-Entlade-Batterie wurde festgestellt, dass sich die Morphologie der negativen Elektrode bei 5 °C nicht wesentlich änderte, sauerstoffhaltige Substanzen jedoch hauptsächlich in der Oberfläche, der Oberfläche und den inneren Schichten verteilt waren die Poren zwischen Graphitpartikeln; Bei -8 °C und -12 °C war die Oberfläche der negativen Elektrode mit sauerstoffhaltigen Verbindungen bedeckt und die Morphologie und Elementverteilung der inneren Schicht der Elektrode blieben im Wesentlichen unverändert. Die Analyse zeigt, dass beim Laden mit 5 °C eine leichte Lithiumentwicklungsreaktion in allen Bereichen der negativen Elektrode auftritt, während die Lithiumentwicklungsreaktion beim Laden mit -12 °C hauptsächlich auf der Oberfläche der negativen Elektrode auftritt.
3. Die Lade- und Entladekapazität des Akkus nimmt nach dem Laden und Entladen bei niedrigen Temperaturen ab, und die Kapazität nimmt mit abnehmender Lade- und Entladetemperatur stärker ab. Nach dem Laden und Entladen bei 5 °C ist der Kapazitätsabfall des Akkus bei einem 0,5-C-Zyklus schneller als der des Original-Akkus, und bei niedrigeren Temperaturen ist der Akku besser als bei dem Original-Akku bei einem 0,5-C-Zyklus. Nach dem Laden und Entladen bei niedrigen Temperaturen ist die Abnahme der Batteriekapazität hauptsächlich auf den Verlust von aktivem Lithium zurückzuführen. Nach dem Laden und Entladen bei niedrigeren Temperaturen ist der Verlust an aktivem Lithium schwerwiegender, das minimale Lithium-Aufprallpotential des negativen Graphits der Batterie steigt, der Bereich des Auftreffens von Lithium wird verringert und die Zyklusleistung ist besser. Nach dem Laden und Entladen bei 5 °C nimmt die Zyklenkapazität der Batterie schneller ab, da das nicht lösliche Lithium die Elementverteilung, Porenstruktur und Oberflächenzusammensetzung der negativen Elektrode verändert und die Stabilität des SEI-Films schlecht ist die Polarisation nimmt während des Zyklusvorgangs stark zu.