純電動汽車在冬季續(xù)航里程受到溫度影響顯著，究其原因就是由于電池組的性能會因氣溫下降而變差尤其是零度以下的氣溫。目前新能源汽車廠商主流的解決方案是將電池包裹在防凍液當(dāng)中，并給防凍液加溫來維持電池的工作溫度，但是這種解決方案的問題就是它也會顯著消耗電池電量，無法從根本解決冬季電池工作溫度不足的問題。最新的研發(fā)成果是，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究小組取得了突破進展，他們研制的新型鋰離子電池能夠在工作時候，如果外部溫度低于零度，電動汽車 不再 懼怕 冬天 電動汽車 就會自我加熱來穩(wěn)定工作溫度，從而降低電動汽車車主們在冬季的里程焦慮。
傳統(tǒng)的鋰離子電池如果暴露在零度氣溫之下，會有非常明顯的能量損失，同時還會伴隨充電緩慢、動能回收效率低等問題，最顯著的問題就是續(xù)航里程可能損失40%至多!雖然汽油車在冬季由于低溫也會油耗升高，但是不會有電動汽車這么大的影響，因此這也阻礙了在一些寒冷地區(qū)推廣純電動汽車的步伐。
那么研究人員是如何解決這一困擾了電動汽車領(lǐng)域多年的頑疾呢?他們利用了一種已經(jīng)推廣很久的軟件技術(shù)，開發(fā)出了能夠適應(yīng)多種氣候環(huán)境的“全天候”電池，這種電池結(jié)構(gòu)只比傳統(tǒng)的鋰離子電池結(jié)構(gòu)增加1.5%的額外重量，成本只增加0.04%，幾乎不會對現(xiàn)有的動力電池布局和生產(chǎn)成本產(chǎn)生太大影響。這樣的設(shè)計能夠使電池組在零下20攝氏度的情況下在20秒鐘升溫到0度以上，從零下30度升溫到0度也只需要短短30秒，整個過程的確要消耗能量，但是只需要3.8%以及5.5%的能量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比現(xiàn)有的給冷卻液加溫的方式要更節(jié)能更高效。
根據(jù)這個科研小組發(fā)表在《自然》雜志上的論文，這種全天候電池組只需要在傳統(tǒng)電池負(fù)極和電池外部之間加入一層50微米厚金屬鎳箔片，形成所謂的“第三電極”。金屬鎳箔片上焊接溫度傳感器并加上微型開關(guān)形成完整電路。這個金屬鎳箔片能夠迅速給電池從內(nèi)部加溫，一旦電池溫度達到0度，加熱就停止了。而這個時候鋰電池本身就進入了可以正常工作的溫度范圍了。
對于給電池內(nèi)部加溫的材料選擇，只要是高電阻發(fā)熱的材質(zhì)都可以，選用金屬鎳只是因為成本低效果好。這種對于傳統(tǒng)鋰電池結(jié)構(gòu)的簡單改造，不會破壞現(xiàn)有電池組的設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)計思路，更不會對電池的安全性能、能量密度和使用壽命做出任何的改變。
我們有理由相信這種低成本的電池升級方案，一定會很快出現(xiàn)在量產(chǎn)純電動汽車上，極大推進純電動汽車在寒冷地區(qū)的推廣速度。
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