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导语：还有几天就要迈入2024年，恰逢“跨年寒潮”来袭，寰宇多地皆发布了低温预警，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「真恐忧期」。“一到冬天却“原形毕露”，走动充电站的次数变多了，空调也不敢开了，开车时最好取暖模式果然是“毛毯”！何等痛的相识。

一、电动车发展十几年，冬季续航缩水无显然改善

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捏率平均值及漫衍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捏率处于52.8%-67.2%傍边。

现时纯电动汽车大部分遴选两种电板，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出入许多，磷酸铁锂电板单体能量密度不绝在90-120Wh/kg之间，而三元锂电板单体能量密度不错达到200Wh/kg傍边，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时刻道路，在零下20°C时，三元锂电板简略开释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开动也更快。

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,电解液的活性着落，锂离子从负极移动到正极的经过不够顺畅，这就会导致电板的放电才气变差，产生的最班师的影响就是电板放电容量变低，从而导致续航缩小。

三元材料是镍钴锰，以层状结构摆设，然而磷酸铁锂遴选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迁徙相等容易，但八面体在迁徙的经过中，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℃环境下容量保捏率约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℃条目下也曾简略保捏平常电板容量约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局势，不光会对电板形成不行逆的挫伤，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，激励电板事故。

现时，不少电板企业皆在措置电板“怕冷”这一问题凹凸大功夫。

三、15分钟充电80%？钠离子电板

钠离子电板具有龟龄命、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“欣喜圈”发布第一代钠离子电板，不错在15分钟充电80%，赶快催热阛阓对钠离子电板的温雅。

2023年一直被以为是钠离子电板的发展元年。本年2月，行业首台钠离子电板考试车搭载钠电板装车考试；3月，雅迪发布搭载钠电板的两轮车；4月，宁德期间文书，其钠离子电板落地奇瑞车型。

钠离子电板的商榷不错追想到上个世纪80年代，险些与锂离子电板同期起步，但受限于时刻瓶颈其商榷一度堕入停滞。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、无资源死亡等上风逐步突显，当作锂离子电板替代时刻道路赢得快速发展。

钠离子电板应用现时边临最大问题是能量密度低，钠离子电板能量密度为300Wh/kg傍边，磷酸铁锂电板能量密度在360Wh/kg-380Wh/kg，前者还有较大时刻逾越空间。钠离子电板产业现时远莫得完成从“0到1”的冲破，达到百吉瓦时的范畴还需要时分。

钠离子电板产业化现时痛点许多，其中一浩劫题就是负极涂布，尤其是负极涂布的干燥时刻。钠离子电板负极现时多使用硬碳，其结构晶距大、闲隙多，涂布干燥相等贫困，锂离子电板负极际遇的通盘问题还将在钠离子电板范畴进一步放大，如干燥不均等。

四、加热让电板“慈悲点“好用，不浮浅

既然低温是“病因”，那让电板“慈悲点“不就措置问题吗?其确切以前的几年当中，汽车工程师们奢华了大皆的元气心灵去念念考若何让电板在直爽的冬天快速升温。许多国产电动汽车皆配备“电板加热或预加热”的功能。现时主要有外部加热和自加热两种念念路。

1）电板外部加热

加热膜和PTC您不错领路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，使其处于平常的责任温度。

最疾苦的是，加热膜和PTC这两种步地对电板的加热并不均匀。时时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皆遴选主动液冷式电板加热来限度电板包的温度，通过加热吩咐于能源电板系统中的冷却液，以达到合乎的责任温度。

2）电板自加热

一般而言通过对电板进行充电或放电皆不错达到自加热的主见。但在低温环境下，对电板充电存在析锂的风险。因此，必须严格限度充电电流的幅值，这就导致充电加热法的加热速率很慢。

比拟之下，成绩于放电经过中负极较高的电位，电板险些不存在析锂的风险。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，达成本钱低，况且具有尽头高的加热速率。但其加热经过中大皆能量消耗在外部负载上，未得到充分运用。

五、当作电板“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暗示，现时宁德期间已成立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后果提高50%，平常温度下则不错提高43%。

电解液当作电板的“血液”起着要害的作用。在低温条目下，电解液的粘度会增多，导致锂离子的迁徙速率缩小，从而增多电板里面的极化和阻抗，影响电板的充放电后果和容量。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，遏制电板结构和安全性。

电解液是锂离子电板中精采传递锂离子的介质，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；锂盐是锂离子的起原，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。秉承低粘度、高电导率、低熔点的溶剂和锂盐，添加低温添加剂，缩小电解液粘度和熔点，提高锂离子活性和扩散悉数。添加成膜添加剂，促进在正负极名义形成巩固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，还有其他成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，要全面升迁锂离子电板的低温恰当才气，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，增多隔阂材料的孔隙率和渗入性，遴选自加热时刻等。

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”皆像是一场老到。

结语：

电板的责放浪能和续航里程皆还有待提高。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] 新能源车热管制发展史

[2] 锂电板常见的几种低温加热时刻.2021-06

[3] 又快又省的能源电板自加热时刻简直十全十好意思吗？2022-05

[4] 储能科学与时刻. 锂离子电板低温快速加热循序商榷发达. 2022