自动加热电池有望使电动汽车不受气候影响

当电池达到安全温度时，会自动从加热切换到快速充电。图片来源:王朝阳，宾夕法尼亚州立大学

锂离子电池不喜欢寒冷。在10°C以下，传统的锂离子电池无法快速充电，这是许多地区电动汽车面临的主要问题。在斯堪的纳维亚，电动汽车的电池箱内安装了一个小型加热器，可以在充电点插入;加州电动汽车的使用率明显高于明尼苏达州和加拿大。

宾夕法尼亚州立大学的研究小组由电化学发动机中心主任王朝阳(Chao-Yang Wang)领导，他们曾短暂地开发出一种可以自热的电池，以避免低于冰点的电力消耗。现在，该公司利用同样的原理，让电池在快速充电站充电15分钟，即使环境温度降至零下43摄氏度。

这种电池使用一层薄薄的镍箔，一端连接在负极上，另一端延伸到电池外，形成第三个端子。连接在开关上的温度传感器检测到环境温度低于25°c时，电流就会流过镍箔，电阻会加热箔箔并使电池内部变暖。一旦温度超过室温，开关就会自动分流电流给电池充电。王说，这意味着充电站不必更换。“加热和充电的控制在电池内部，而不是充电器。”

在美国国家科学院院刊，研究人员报告说，他们的原型可以承受4500次循环，在0°C下充电15分钟，容量损失20%。这将使电池的使用寿命达到12年半。传统电池仅在50次充电循环中就会损失20%的容量。

王补充说，这项创新还可以使电池更安全。在10°C以下，充电的锂离子电池会导致锂在阳极表面沉积，从而导致短路、失控发热和火灾。王说:“这种无处不在的快速充电方法也将允许制造商使用更小、更轻、更安全的电池。”