低温电池是一种专门设计用于在低温环境中保持良好的电化学性能的储能装置。{0}}他们的目标是克服传统电池在寒冷条件下容量衰减、功率降低甚至故障的挑战。随着极地科学研究、高寒地区工业检测、冬季应急救援、航天航空等领域的不断发展，低温电池的重要性日益凸显，成为支撑极寒环境作业的关键能源技术。
当传统锂-电池温度降至零摄氏度以下时，电解液粘度显着增大，离子迁移速率下降，电极界面阻抗上升，导致可用容量急剧减少，放电平台下降。严重时，可能会出现电压突然下降，导致负载无法启动。低温电池通过材料系统优化和结构创新，有效减轻或消除这些不利影响，使其能够在-10摄氏度以下甚至更低的温度下输出相对稳定的电能。
在材料层面，低温电池的核心改进集中在电解质和电极的低温兼容性。{0}}研究人员经常采用低凝固点和高离子电导率的溶剂体系，例如碳酸亚乙酯和直链酯的混合溶剂，或引入离子液体和低-熔点-有机添加剂，以降低电解质的凝固点并在低温下保持电导率。同时，优化锂盐浓度和功能添加剂可以抑制低温镀锂和界面副反应，提高循环稳定性。在电极材料方面，纳米-尺寸、掺杂和表面涂层用于加速低温下的电荷转移速率并减少极化，从而在寒冷条件下保持高放电容量和倍率性能。
在结构设计方面，低温电池往往将热管理和隔热措施结合起来，以提高环境适应性。{0}}例如，在电芯之间放置相变材料或柔性加热膜，在工作前或休息期间对电池进行预热，使其快速达到合适的工作温度范围；外壳采用低导热复合材料，减轻外界寒气的侵入，延长保温时间。一些解决方案还将加热系统与电池管理系统（BMS）链接，根据温度反馈动态调整加热功率，以平衡能耗和加热效率。
在性能方面，高质量的-低温电池可以在低至-20度甚至更低的温度下保持70%以上的额定容量，同时具备必要的放电倍率以满足启动和持续负载要求。它们的低温启动能力尤其重要，可以防止可能导致任务中断或设备故障的“冻结关闭”。安全设计必须同时应对低温和加热条件的挑战，确保加热过程不会引发局部过热或热失控风险。
低温电池已在极地科学研究、高寒输电线路巡检、冬季救灾、高原测量、航空航天等领域得到应用，大幅拓展了设备和系统在极寒条件下的运行窗口，提高了任务连续性和数据采集能力。{0}}随着材料科学和热管理技术的不断进步，低温电池有望在更宽的温度范围内实现高可靠、高效的能源供应，为寒冷环境下的智能运行和资源开发提供坚实的能源支撑。
