作為電動(dòng)汽車(chē)和許多其他清潔交通方式的動(dòng)力來(lái)源，電池技術(shù)的改進(jìn)有望在許多重要方面提高汽車(chē)性能。這不僅包括續(xù)航里程，還包括它們?cè)诤錃夂蛳碌倪\(yùn)行能力。一項(xiàng)新的研究介紹了一種針對(duì)零度以下環(huán)境的電池新設(shè)計(jì)，并展示了該技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景。

眾所周知，接近冰點(diǎn)的極端溫度對(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致大量的電力損失。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)而言，這可能意味著充電速度慢、續(xù)航里程減少，同時(shí)會(huì)對(duì)再生制動(dòng)等系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

因此，科學(xué)家們一直都在努力改進(jìn)電池技術(shù)，希望提高容量、加快充電速度、增強(qiáng)續(xù)航能力、提高安全性，并且在非常寒冷的溫度下提升性能。福特（Ford）等汽車(chē)制造商已經(jīng)對(duì)熱管理系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)，旨在解決這些缺點(diǎn)，當(dāng)然其他研究小組也提出了一些創(chuàng)造性的解決方案。

為了取得突破，美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)（ACS）的科學(xué)家們這次將目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)了鋰離子電池中的兩個(gè)電極之一——陽(yáng)極（通常由石墨制成）。但最近的研究表明，陽(yáng)極的扁平特性會(huì)降低電池在寒冷環(huán)境中傳遞電荷的能力。因此，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)始試驗(yàn)一些替代方案，并最終找到了一個(gè)看起來(lái)很有希望的解決方案。

據(jù)悉，新的設(shè)計(jì)從一種被稱(chēng)為含鈷沸石咪唑酯骨架（ZIF-67）的材料開(kāi)始，該材料被加熱到高溫，會(huì)形成12邊碳納米球。這些微小的結(jié)構(gòu)表面凹凸不平，但恰好具有出色的電荷轉(zhuǎn)移能力，所以它們很快就被用于一種帶有鋰金屬陰極的硬幣形電池的負(fù)極材料。

實(shí)驗(yàn)表明，在25°C到-20°C的溫度范圍內(nèi)，電池也可以保持穩(wěn)定的充放電。在接近冰點(diǎn)的溫度下，電池保持了85.9%的存儲(chǔ)容量。這些測(cè)試是與其他鋰離子電池設(shè)計(jì)一起進(jìn)行的，其他電池被發(fā)現(xiàn)在冰凍溫度下幾乎無(wú)法轉(zhuǎn)移電荷。

值得注意的是，即使將溫度降至-35°C，陽(yáng)極凹凸不平的電池仍然能夠充電，并在放電過(guò)程中釋放幾乎所有的電荷。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了著名科學(xué)期刊ACS Central Science雜志上。

科學(xué)家們表示，這些結(jié)果表明，這樣的設(shè)計(jì)可以將鋰離子電池的功能擴(kuò)展到極端環(huán)境中，這可能不僅適用于電動(dòng)汽車(chē)，還適用于從無(wú)人機(jī)到航天器等其他產(chǎn)品。

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