日前,美国宾夕法尼亚州立大学及其衍生企业EC Power的研究人员开发出一种全新的锂电池——“全气候电池”(All-Climate Battery,ACB),当气温处于0摄氏度以下时,这种新型电池可以实现自身加热,而不需要依靠外部加热装置或电解质添加剂。
研究人员在《自然》杂志上发表了一篇论文,文中指出,新型ACB自加热电池的主要原理是利用电化学作用,更好地完成充/放电。
由于ACB电池自身完成加热所消耗的电池能量微乎其微,因此对于电动车车主而言,其可以有效解决冬季电池不耐用带来的续航里程焦虑问题。另外,其也为机器人技术研发和太空探索的应用提供了有利条件。
当ACB电池对自身进行加热时,仅需20秒便可将温度从零下20摄氏度提升至0摄氏度,而从零下30摄氏度加热至0摄氏度则在30秒之内即可完成,两种温度环境下所消耗的电量分别为3.8%和5.5%。
EC Power公司强调称,其希望到2017年将电池加热(从零下20摄氏度加热至0摄氏度)时间控制在5秒以内,并将电池电量损耗降至1%。
当处于零下30摄氏度的温度环境下,电池荷电状态(即剩余电量)在50%左右时,ACB自加热电池单元产生的放电量可达到1061瓦/千克,再生电量达到1425瓦/千克,释放的电量约为普通锂电池单元的6.4-12.3倍。
研究人员指出,ACB电池可以让发动机启停技术发挥更大的作用,并提升5-10%的燃油经济性。
ACB电池所采用的镍箔厚度仅为50微米,镍箔一端连接负极,另一端则扩展至电池外部以创建第三极。连接至电池转换开关的温度传感器使电荷流经镍 箔,从而产生电路。这也使得镍箔可以通过电阻加热和电池内部加热迅速升温。一旦电池温度达到0摄氏度时,电池转换开关断开,电流恢复正常。
研究人员还表示,尽管其它材料也可以作为电阻加热元件,但镍却凭借低成本、高效率以及实用的特点成为最合适的解决方案。
