锂离子电池在零摄氏度以下的低温工作时，会遭受严重的能量损失，限制了电动汽车在冰雪天气和高海拔地区的使用。通常来说，低温条件下工作的锂离子电池需要更大更昂贵的电池封装以确保引擎能够冷启动，同时也会造成更慢的充电速率，限制再生制动，并减少多达40%的续驶里程。

为了提高锂离子电池的低温性能，前人主要采用以下两种方法：1）加入添加剂提高电解液的低温性能；2）外部加热并对电池进行隔离保温。

近日，美国Pennsylvania州立大学Yongjun Leng等人报道了一种适合各种天气条件下使用的全气候锂离子电池结构（ACB）。这种锂离子电池具有不需要外部加热或者添加剂就能够实现从零摄氏度以下自加热的功能。这种自加热的性能所创造的一种电化学界面使得锂离子电池具有很高的充放电能力。

从-20摄氏度加热到0摄氏度，只需要20s，消耗3.8%的容量；从-30摄氏度加热到0摄氏度，只需要30s，仅仅损失5.5%的容量。在-30摄氏度，50%充电情况下，这种电池的放电/再生过功率为1061/1425 W/Kg, 是“噱头型”锂离子电池的6.4-12.3倍。

据该研究团队估计，该电池的特殊结构所造就的引擎熄火-启动技术可以使每年新造的80 公里型电动汽车节省5-10%的能耗！

图1. 新型全气候电池（ACB）结构与性能

图2.功率

图3. 持续性

参考文献：

Chao-Yang Wang , Yongjun Leng  et al. Lithium-ion battery structure thatself-heats at low temperatures. Nature, 2016.

DOI:10.1038/nature16502

————引自“高分子科学前沿”