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美國國家發明家科學院院士王朝陽團隊已經發明了一種全氣候電池,相關文章刊發在《自然》雜志上,主要解決了鋰電池不耐低溫問題。這份雜志刊登的結果顯示,上述團隊在電池內部植入一片10微米厚度的鎳箔作為發熱體。
利用電池自帶的能量,再加上一個開關,就可以隨意調控電池的活性。這樣調整的結果就是,哪怕在零下30攝氏度的環境里凍透的電池,只需30秒時間,就能自加熱到零度以上正常工作。據悉,這一技術已被2022年北京冬奧運會采用,成為驅動奧運電動汽車的核心技術之一。
電池由三種材料構成:正負極材料以及兩者之間的電解液。這種結構行成了兩個界面,一個位于正極材料和電解液之間,另一個位于負極材料和電解液之間。這兩個界面存在電勢差,也就產生了電壓。王朝陽表示,“無論我們是否在使用電池,電池內的反應界面一直在勤奮和活躍地工作?!边@是電池衰老和安全隱患的根本原因。
鋰電池非常怕低溫,電動汽車在冬天續航里程將變短,也難以充電。為此,汽車工程師要給電池增加一套熱管理系統,不過,這會增加電池的重量、體積和成本。王朝陽團隊尋求的是可調控界面的電池,它在不工作時可以關掉一部分界面,以提高安全性。工作時再把界面調大,提供高功率輸出。經過多年的探索,他們發明了一種全氣候電池,并得到了學界的認可,相關文章被刊登在《自然》雜志上。
它不增加電解液的可燃性,也不改變電機材料的熱穩定性。他們在電池內部植入了一片10微米厚的鎳箔,利用電池自帶的能量,再加上一個開關,就可以隨意調控電池活性。即便在零下30度環境中凍透的電池,也只需30秒時間,就可以把電池自加熱到零度以上,電池又可以正常工作了。這將極大改善電動汽車在北方寒冷地區的使用情況,即便是我國的北方,也少有地方能較長時間維持在零下三十度以下,這說明這一技術已相當實用。王朝陽團隊已經連續三年在嚴寒地區進行了相關試驗,充分驗證了這種全天候電池的性能和壽命。
這一技術已經被2022年北京冬奧會的汽車使用,技術上已經沒有太大問題,差的就是量產了。目前量產全氣候電池或還要不少成本,不過,廠商方面還是相當有意愿來推進降低成本的,率先用上這一電池的汽車,對北方消費者的吸引力非常大。