出品｜新闻
导语：还有几天就要迈入2024年，恰逢“跨年寒潮”来袭，寰宇多地齐发布了低温预警，冬季电动车电板“体虚畏寒”续航缩水，不敢开空调？冬季才是电动汽车的「真惊惧期」。“一到冬天却“原形毕露”，来往充电站的次数变多了，空调也不敢开了，开车时最好取暖方法竟然是“毛毯”！何等痛的领悟。
一、电动车发展十几年，冬季续航缩水无昭着改善
字据2021年12月31日，中国汽研和新能源汽车国度定约发布白皮书称，国表里近10年累计53款新能源汽车的低温衰减数据标明，2012年-2021年期间，新能源汽车的低温续驶里程保抓率平均值及散布范围并未发生权贵变化，65.38%的新能源汽车在低温环境下的续驶里程保抓率处于52.8%-67.2%足下。
目下纯电动汽车大部分采用两种电板，即三元锂电板与磷酸铁锂电板。磷酸铁锂电板的能量密度较三元锂电板进出好多，磷酸铁锂电板单体能量密度一样在90-120Wh/kg之间，而三元锂电板单体能量密度不错达到200Wh/kg足下，可见三元锂电板的能量密度上风较为明确。
低温条目下磷酸铁锂电板天然耐高温，但三元锂电板耐低温性能更好，是制造低温锂电板的主要技艺蹊径，在零下20°C时，三元锂电板大要开释70.14%的容量，而磷酸铁锂电板只可开释54.94%的容量，且由于在低温条目下，三元锂电板的放电平台远远高于磷酸铁锂电板电压平台运行也更快。
二、为什么三元锂离子电板比磷酸锂铁电板更耐寒？
电板冬季续航缩水的原因很浮浅，在温度低的时候，电板里面的一些电解液变得愈加的黏稠,电解液的活性下跌，锂离子从负极出动到正极的历程不够顺畅，这就会导致电板的放电能力变差，产生的最径直的影响就是电板放电容量变低，从而导致续航裁汰。
三元材料是镍钴锰，以层状结组成列，然而磷酸铁锂采用的是八面体橄榄石结构，导致了磷酸铁锂电板的容量更低，离子在三元锂这种层级结构中挪动相等容易，但八面体在挪动的历程中，阻力更大、活性变低，电量更容易受外界温度环境影响。
磷酸铁锂电板在0℃环境下容量保抓率约60-70%，零下10℃时衰减到40-55%，零下20℃只剩下20-40%。
而三元锂电板在-20℃条目下也曾大要保抓时时电板容量约70%-80%，这亦然为何搭载磷酸铁锂电板车型在冬季续航缩水更严重的原因所在。
低温除了对电板放电容量有影响以外，对充电速率的影响也相等大。低温环境下使用大功率充电，会导致电板负极出现析锂步地，不光会对电板形成不行逆的损害，析出的锂离子结晶还有可能刺穿正负极之间的隔阂，形成内短路，激发电板事故。
目下，不少电板企业齐在惩办电板“怕冷”这一问题高下大功夫。
三、15分钟充电80%？钠离子电板
钠离子电板具有长命命、宽温区、高倍率、高安全、低本钱、可与锂离子电板共线等优点，正在成为是产业发展新能源。钠离子电板向下不错替代铅酸电板，进取可作磷酸铁锂电板的补充。
2021年，电板头部企业宁德期间走出“惬意圈”发布第一代钠离子电板，不错在15分钟充电80%，赶紧催热市集对钠离子电板的关心。
2023年一直被合计是钠离子电板的发展元年。本年2月，行业首台钠离子电板检会车搭载钠电板装车检会；3月，雅迪发布搭载钠电板的两轮车；4月，宁德期间秘书，其钠离子电板落地奇瑞车型。
钠离子电板的筹议不错追想到上个世纪80年代，简直与锂离子电板同期起步，但受限于技艺瓶颈其筹议一度堕入停滞。直到2000年，硬碳负极材料的发现，才使得钠离子电板的研发再次活跃。跟着锂离子电板原材料价钱升高，钠离子电板价钱便宜、无资源死心等上风迟缓突显，四肢锂离子电板替代技艺蹊径赢得快速发展。
钠离子电板应用目下边临最大问题是能量密度低，钠离子电板能量密度为300Wh/kg足下，磷酸铁锂电板能量密度在360Wh/kg-380Wh/kg，前者还有较大技艺跳动空间。钠离子电板产业当今远莫得完成从“0到1”的打破，达到百吉瓦时的范畴还需要时分。
钠离子电板产业化目下痛点好多，其中一浩劫题就是负极涂布，尤其是负极涂布的干燥技艺。钠离子电板负极目下多使用硬碳，其结构晶距大、赋闲多，涂布干燥相等穷困，锂离子电板负极碰到的统统问题还将在钠离子电板规模进一步放大，如干燥不均等。
四、加热让电板“温情点“好用，不浮浅
既然低温是“病因”，那让电板“温情点“不就惩办问题吗?其简直畴昔的几年当中，汽车工程师们破耗了大批的元气心灵去想考若何让电板在阴寒的冬天快速升温。好多国产电动汽车齐配备“电板加热或预加热”的功能。目下主要有外部加热和自加热两种想路。
1）电板外部加热
加热膜和PTC您不错妥洽为是给电板包贴上了暖宝宝；而液冷轮回系统更像是给能源电板家里装了一套暖气。
PTC（热敏电阻）加热器，旨趣很像家里的电吹风，高压电加热器通过给新能电动汽车装置PTC加热器，可将热量传送给电动汽车电板组，使其预热，使其处于时时的职责温度。
最疾苦的是，加热膜和PTC这两种形势对电板的加热并不均匀。往往距离热敏电阻丝较近的场地会升温很快，而距离较远的场地则迟迟热不起来。是以越来越多的车企齐采用主动液冷式电板加热来戒指电板包的温度，通过加热派遣于能源电板系统中的冷却液，以达到顺应的职责温度。
2）电板自加热
一般而言通过对电板进行充电或放电齐不错达到自加热的诡计。但在低温环境下，对电板充电存在析锂的风险。因此，必须严格戒指充电电流的幅值，这就导致充电加热法的加热速率很慢。
比拟之下，收获于放电历程中负极较高的电位，电板简直不存在析锂的风险。因此，放电自加热法更具应用价值。里面自加热法电路组成浮浅，已矣本钱低，况且具有终点高的加热速率。但其加热历程中大批能量浪费在外部负载上，未得到充分期骗。
五、四肢电板“血液”的电解液
在2023年中国汽车论坛上，宁德期间首席科学家吴凯示意，目下宁德期间已缔造出全新的电解液材料：新的电解液在零下20°C的极寒条目下不错将电板充电效果提高50%，时时温度下则不错提高43%。
电解液四肢电板的“血液”起着要津的作用。在低温条目下，电解液的粘度会加多，导致锂离子的挪动速率裁汰，从而加多电板里面的极化和阻抗，影响电板的充放电效果和容量。此外，低温充电时，锂离子在负极名义容易形成金属锂或锂枝晶，任性电板结构和安全性。
电解液是锂离子电板中细腻传递锂离子的介质，由溶剂、锂盐和添加剂等组成。溶剂是锂离子的载体，常用的有碳酸酯类溶剂，如EC、PC、DMC、DEC等；锂盐是锂离子的开端，常用的有LiPF6、LiBF4、LiFSI等；添加剂是用来改善电解液性能的物资，如VC、FEC等。
因此，优化电解液配方是提高锂离子电板低温性能的有用蹊径之一。礼聘低粘度、高电导率、低熔点的溶剂和锂盐，添加低温添加剂，裁汰电解液粘度和熔点，提高锂离子活性和扩散统共。添加成膜添加剂，促进在正负极名义形成踏实且导电的固体电解质界面膜（SEI），扼制金属锂或锂枝晶的生成，保护电板结构和安全性。
除了电解液以外，还有其他身分也会影响锂离子电板的低温性能，如正负极材料、隔阂材料等。因此，要全面提高锂离子电板的低温顺应能力，还需要从多方面进行优化和配合。举例，提高正负极材料的导电性和活性，加多隔阂材料的孔隙率和浸透性，采用自加热技艺等。
不外，即便如斯，电动汽车电板照旧存在低温续航缩水，每年 “过冬”齐像是一场造就。
结语：
电板的职责性能和续航里程齐还有待提高。关于咱们消费者而言，一台在冬季不会因为低温“体虚畏寒”的电动汽车才是刚需。
参考文件：
[1] 新能源车热治剪发展史
[2] 锂电板常见的几种低温加热技艺.2021-06
[3] 又快又省的能源电板自加热技艺真的十全十好意思吗？2022-05
[4] 储能科学与技艺. 锂离子电板低温快速加热范例筹议推崇. 2022
