鋰離子電池並不喜歡寒冷的環境. 在10攝氏度以下, 傳統的鋰離子電池無法實現快速充電, 這對許多區域的電動汽車來說都是一個嚴重的問題. 在斯堪的納維亞半島上, 電動汽車必須在蓄電池盒裡配備了一個小型的加熱器, 而在美國加州配備的加熱裝置明顯要比明尼蘇達州和加拿大的要更大.
賓州州立大學電化學引擎研究中心的負責人Chao-Yang Wang帶領的團隊, 已經研發了一種新型電池, 能夠通過自發熱避免冰點下溫度時出現的能量損耗. 它所藉助的原理與快速充電站的原理相同, 但它即使在環境溫度降低到零下43攝氏度時也能夠讓電池在15分鐘內完成充電.
這種電池將一片鎳薄片的一端連接負極, 另外一端延伸到電池外形成第三極通信埠. 連接著開關的溫度感測器在探測到環境溫度降低到25攝氏度左右時, 就會通過開關控制電流通過鎳片. 抗電阻性會讓鎳片發熱並且從內部為電池提供溫度.
一旦溫度上升到超過室溫時, 電池配備的開關就會自動將電流轉移到直接給電池充電. Wang聲稱, 這意味著我們不需要對充電站進行替換, 只需要在電池內控制加熱和充電, 不需要調整充電裝置.
在發表於《國家科學院院刊》雜誌的報告中, 研究人員聲稱他們的原型電池能夠在0攝氏度下承受4500次的15分鐘快速充電, 而且能量損耗只有20%. 這意味著電池的壽命將達到12.5年. 相比之下, 能量損耗20%的傳統電池只能夠承受50次充電.
研究人員稱這一創新技術也讓電池更加安全. 在10攝氏度下為鋰離子電池充電會導致陽極表面鋰離子聚集, 這樣能夠產生短路, 熱量流失和著火等風險. 研究人員稱, 這種獨特的快速充電方法能夠讓製造商為電動汽車打造更輕盈而且更安全的小型電池.
