锂离子电池低温性能首次突破，冬天电车续航里程不再示弱？

冬季气温低，电车的续航里程一直是个头疼的问题。美国汽车协会曾做过一个电动汽车冬季电池续航能力测试，在标准及可重复的寒冷环境中，被测试车辆平均续航减少高达41%，2017年款特斯拉Model S 75D在测试环境中减少38%，2018年款BMWi3更是减少接近50%。可以说电动汽车是真不“抗冻”。天气一冷就拉跨，无论电池有多大。

目前电动汽车，一般使用的基本是锂离子电池，而锂离子电池却又非常怕冷，可以说只要温度一降低，就没有能源给电机。那锂离子电池为什么怕冷？因为低温环境下，一方面电解液导电率下降，电荷转移阻抗增加，影响电池充电、放电效率。锂电池的最佳使用温度是20~40℃。另外一方面，低温下碳类负极对锂离子的镶嵌能力下降，导致电池性能衰减。再加上低温下锂离子负极析出锂离子现象严重，充放电时还容易在负极表面形成锂枝晶，几种情况叠加，使得电池容量降低。虽然现在电车都配备了电池加热系统，可加热系统同时也需要能量的消耗，也是减少了续航里程。

目前为了解决这个问题，主要集中在电解质和电极上，要么通过定制电解质结构和引入电解质添加剂来降低冰点和提高离子电导率，即通过制造更耐寒的电解质来解决上述问题；要么对电极结构进行表面改性以降低界面处的电荷转移能垒。而中科院和北京交通大学的研究人员合作学术期刊《ACS Central Science》上发表的一项研究，获得了重要的突破！使得锂离子电池即使在极寒温度（-35℃）条件下运行，依然能保持较高的容量！在解决低温电池容量的损失关键问题在于调整碳负极的表面电子构型，以加强锂离子与吸附位点之间的配位作用，降低电荷转移过程的活化能。

理论上与零曲率比较，曲面与锂的结合能力更强，研究人员实现了电极材料抗寒的首次突破，可以直接低温热解沸石咪唑酯骨架制备了锚定在十二面体碳骨架上的多层洋葱状的碳纳米球，其具有非共面黎曼表面，具有正曲率。即使温度继续降至-35 °C，这种碳负极在200次充放电循环后，容量依然保持在160mAh/g，而石墨负极在如此低的温度条件下，容量已经丧失殆尽，电池停止运行。

目前还在持续研究，希望最终能突破锂离子电池抗寒的技术壁垒。这样对电车取代燃油车有里程碑的意义，到那时候真正全面电气化才能成为可能。