锂离子电池并不喜欢寒冷的环境. 在10摄氏度以下, 传统的锂离子电池无法实现快速充电, 这对许多区域的电动汽车来说都是一个严重的问题. 在斯堪的纳维亚半岛上, 电动汽车必须在蓄电池盒里配备了一个小型的加热器, 而在美国加州配备的加热装置明显要比明尼苏达州和加拿大的要更大.
宾州州立大学电化学引擎研究中心的负责人Chao-Yang Wang带领的团队, 已经研发了一种新型电池, 能够通过自发热避免冰点下温度时出现的能量损耗. 它所借助的原理与快速充电站的原理相同, 但它即使在环境温度降低到零下43摄氏度时也能够让电池在15分钟内完成充电.
这种电池将一片镍薄片的一端连接负极, 另外一端延伸到电池外形成第三极端口. 连接着开关的温度传感器在探测到环境温度降低到25摄氏度左右时, 就会通过开关控制电流通过镍片. 抗电阻性会让镍片发热并且从内部为电池提供温度.
一旦温度上升到超过室温时, 电池配备的开关就会自动将电流转移到直接给电池充电. Wang声称, 这意味着我们不需要对充电站进行替换, 只需要在电池内控制加热和充电, 不需要调整充电装置.
在发表于《国家科学院院刊》杂志的报告中, 研究人员声称他们的原型电池能够在0摄氏度下承受4500次的15分钟快速充电, 而且能量损耗只有20%. 这意味着电池的寿命将达到12.5年. 相比之下, 能量损耗20%的传统电池只能够承受50次充电.
研究人员称这一创新技术也让电池更加安全. 在10摄氏度下为锂离子电池充电会导致阳极表面锂离子聚集, 这样能够产生短路, 热量流失和着火等风险. 研究人员称, 这种独特的快速充电方法能够让制造商为电动汽车打造更轻盈而且更安全的小型电池.
