1、全气候电池 (ACB TM )： 让电动汽车“不怕冷” 王朝阳 EC Power and Pennsylvania State University 341 Science Park Road State College, PA 16803 美国 电动汽车“很怕冷”: 冬天续航里程锐减 2 美国汽车协会(AAA) 关于纯电动汽车续航里程的测试报告* ( 日产Leaf ，三菱iMIEV，福特Focus) 常温下 冰点附近温度 (22F or -6C) 极寒温度 (-20F or -25C) 160 公里 69公里 0 * http:/ 冬天续航里程锐减是当前纯电动汽车面临的重要挑战！电动汽车“很
2、怕冷”: 零下无法快充电 3 日产 Leaf 用户手册(2016版) https:/ LEAF-owner-manual.pdf 温度区间 快充时间 A ( 低温) 90 min B 30-90 min C 30 min D 30-60 min E(高温) 60 min 日产 Leaf 官方充电时间 * 寿命锐减 析锂引发安全隐患 电动汽车低温下需 先预热，后充电， 充电时间 显著 增加。4 常温下：制动能量回收增加续航里程20-25% 零度下：无法回收制动能量 电动汽车“很怕冷“ : 零下制动能量无法回收全气候电池(ACB TM ) ： 让电动汽车“不怕冷” 5 全气候电池 vs 现有电池
3、冬天续航里程提高一倍 (135 275公里/300公里EV） 冬天电池功率提高5-10倍 冬天回收制动能量20-30% 零下充电速度提高10倍以上 (15 min -30 o C) 低温快速启动: ( 零下30度启动仅需20秒) 制造简单，附加重量0.1kg/kWh; 可靠，长寿命 附加成本低 ($0.1/kWh) 研究成果发表于国际顶级 期刊 自然 C.Y. Wang et al., Nature, 529 (2016) 515-518. 产品已通过2家国际车企 的多项严格测试6 自 加热： 开关断开，电流被强制流 过镍箔，电池快速自加热 现有锂电池：正极+负极+电解 质 全气候电池：正极+
4、负极+电解 质+第 四部件 （快速 自加热 镍箔） 全气候电池的工作原理 世界首创自加热电池结构：数秒启动、按需加热 电解质 镍箔 负极 正极 加热 极耳 开关全气候电池：提高冬天续航里程 一倍 7 三洋(Sanyo) 18650电池在US06 驾驶循环中总放出能量 (续航里程) Keil 加热能耗是其它技术的1/3全气候电池：已通过严格的耐久性测 试 15 500次 -30 o C 低温循环测试 1000次 45 o C 高温循环测试 2600次 25 o C 室温循环测试16 宾州Philipsburg 的电池厂( 产量250 kWh)已制造数千个全气 候 电池 供测 试和车辆验证 产品包
5、括10 Ah软包电池和20 Ah方形 硬壳电池 http:/ 10Ah ACB Cells (EC Power) 20Ah ACB Cells (EC Power) 全气候电池已小规模量产17 20 3.8 12.5 3 5 1 Activation time (sec) Energy consumption (%) 全气候电池-20 o C 到 0 o C 自加热 2015 ACB products (Nature paper) 2016 ACB products 2017 projection 全气候电池前景：技术持续创新 60% 150% 自加热时间( 秒) 自加热能耗 (%)18 In
6、ternal Temperature Gradient during Rapid Self-Heating Surface T Foil T - + The internal temperature gradient is very small in ACB cells and the maximum internal temperature on Ni foil never exceeds 15 o C.现有电池：循环仅12 次 全气候电池：循环超过500 次 （15 万公里） 全气候电池 vs 现有电池 全气候电池：提高零下充电速度10倍以上 19 零下30 度15 分钟快速充电 速度提高
7、11.4倍 全气候电池14分钟 现有电池160分钟 寿命延长 40倍 现有电池快充 3C-30 o C 全气候电池快充 3C-30 o C20 3.5C快充: -40 度甚至更低(-80度) Internal heating Cell charging Internal heating Cell charging21 无需再担心手机和平板电 脑： 零下自动关机 零下无法充电 全气候电池前景：锂电不再是温室里 的花朵 北方地区电动汽车推广 的福音 Doubles EV drive range in winter Enable instant mobility wintertime through 1% of the battery heating time and 1/3 of heating energy Permit regen braking and capture 20-25% braking energy at cool temperatures 0-10 o C. Made possible 15-min quick charging to 80% without shortening battery life, from any low ambient temperatures Ubiquitous Fast Charging Conclusions 22
