自加热锂离子电池在-42°C下15分钟快充，循环4500次寿命12年
大型车企间正展开激烈竞赛，增加大功率快充站数量。2017年，戴姆勒、大众、福特和宝马组建合资企业，计划2020年底前在欧洲建设400座“超快充”站。同时，本田计划2022年推出具备15分钟快充能力的电动车。
2018年5月，美国能源部宣布投入1900万美元支持先进电池和电气化研究，将充电功率进一步提升至400kW。
现有电动车无法在极寒条件下快充，因这会增加析锂风险——充电时金属锂在负极周围沉积，导致电池随时间失效。
传统锂电池无法在10°C以下快充。冰点以下充电会导致永久容量损失和内阻增加。
现在，宾夕法尼亚州立大学研究人员开发出一种能自我加热的电池，实现无论外界温度如何，均无析锂快充。
这些电池能让电动车在15分钟内充满——几乎等同于汽油加注。这对寒冷地区居民是巨大福音。考虑到充电站广泛部署，车主可消除续航焦虑，无忧长途行驶。
此前，科学家构建了冰点以下不因自加热而功率流失的电池系统。现在，同一技术被应用于使电池在所有天气条件下快充（15分钟），包括低至-42°C的温度。
工作原理
新设计电池有一片薄镍箔，一端连接电池负极，另一端延伸至外部形成第三极。为完成电路，有一个连接温度传感器的开关，当温度低于20°C时允许电子经镍箔流动。
电子流动在镍箔产生电阻加热，最终升高电池内部温度。一旦温度升高（高于20°C），开关断开，允许电流流入电池进行快充。
电池自动完成这一切；无需人工干预。且现有充电站无需改造。加热与充电切换在电池内部完成，而非充电器。
测试
原型测试结果令人印象深刻。研究人员发现电池拥有卓越循环寿命，相当于12年以上或电动车28万英里行驶里程。具体而言，电池在0°C下可承受4500次快充循环（15分钟），仅20%容量损失。
传统电池在冰冻温度下仅50次充电循环即损失20%容量。因过量金属锂沉积在负极表面，而非锂离子高效嵌入碳负极。目前，10°C以下仅能慢充避免此问题。
据研究人员称，其新方法提供了解耦电池科学中充电动力学与放电的途径，在不需新材料或化学的情况下增强充电。此外，它为构建更先进电池材料提供平台，无温度顾虑。
应用层面，该技术将帮助车企使用更小更轻电池。也适用于户外机器人、全天候智能手机、无人机和高空微卫星等广泛电子设备。
工业技术