凭借这块“抗冻液化电池” 特斯拉可以在-60℃奔跑

在刚刚过去的周末里，特斯拉公布了一个好消息：平价车型Model 3的动力电池已经正式在内华达州超级电池工厂Gigafactory 1投产，预计7月进行量产。

电池一直是电动汽车的核心技术，因此特斯拉也从未犹豫在其研发上砸钱，甚至在近期将其价格降低到了150美元/千瓦时。

不过，特斯拉的电池依旧有它的“阿喀琉斯之踵”。特斯拉在Model S的说明书中着重强调：

“请不要将Model S置于60°C(140°F)以上或零下30°C(-22°F)以下超过24小时。”

不过，在夏天高温直射金属车身、或者冬天大雪不慎掩埋汽车的时候，几乎所有电动汽车厂商都需要面对极端温度对电池的不利影响。

这一次，据媒体报道，加州圣迭戈大学的研究者们带来的抗冻锂电池，能够让我们在零下60°C里放心地开电动汽车了。

美国东部每年冬天的大雪——如果汽车要被掩埋在这样的大雪里，你是不会选择买电动汽车的。

初中物理就对我们讲述过，电池的组成部分是正极、负极以及电解质，而电解质一直是提高电池性能的一大瓶颈。

在传统电池中，我们多数见到的是液态电解质：它们较为安全，同时成本低廉，适合大多数情况下的使用。但是对于科学家来说，液态电解质的研究已经达到了极限;不少人因此把目光转向固态电解质。

与此同时，孟颖教授(Prof. Shirley Meng)和她的研究团队却反其道而行之，使用氟甲烷和二氟甲烷液化气制作锂电池和超级电容器的电解质，将这两种设备的工作温度分别降低至零下60°C和零下80°C。孟教授及其研究组的论文最近被发表在Science杂志上。

加州圣迭戈大学研究人员测试液化气电解质的研究人员

“液化气电池”的优点还不止低温这一个：新型电解质的使用也让电池装配了“自动开关”。如果电池温度过热，液化气电解质就无法再析出离子，从而将这个电池“关闭”，温度下降时才能再次“开启”。

否则，传统电池中的“热失控”效应会让高温带来电池内部更多的化学反应，从而使电池因过热而膨胀、毁坏，甚至危及电池板上的“邻居”。

这些电池的另外一个优点是延长了传统锂电池的寿命。

研究人员表示，尽管锂一直被认为是作为电池正极的最佳材料，但锂金属活性大，使新电解质的开发成为了一个难题。

与传统电解液反应的锂金属会在电极表面形成针尖状突起，在电极上形成分隔，造成充放电次数过少;而新电解质和锂金属的反应较少，并不会形成类似突起，因此延长电池寿命。

可是我并不会在零下60°C开车啊，这些锂电池该给谁用呢?

尽管新型电池所涉及的低温工作环境非常少见，孟教授依然对她的研究成果充满信心。她表示，这些锂电池不仅能够让电动汽车的使用者在极端温度下更安心，还能够在天空中“大展拳脚”。

“要想造出性价比更高的电动汽车，更优秀的电池必不可少。当电池和超级电容的温度适用范围扩大时，它们能被应用于更多的新兴市场中……

我认为我们这项‘不走寻常路’的研究能鼓舞更多科学家和研究者们进行这一领域的研究开发。”

 

NASA喷气推进实验室的两位科学家们站在火星车原型中间。这些原型最终发展出了旅居者号、勇气号、机遇号、好奇号等火星车。

文章的第一作者，博士后Cyrus Rustomji也表示：

“火星车的工作温度非常低，现有的大部分电池都难以达到;而我们研发的新型电池能够在不添加庞大、贵重的加热设备时满足其要求。”

研究人员信心满满地表示，他们下一步要实现锂电池在更低温度下(零下100°C)工作的目标，为火星探测，甚至木星、土星等深空探测装置提供全新供能技术。