作為電動汽車和許多其他清潔交通方式的動力來源，電池技術的改進有望在許多重要方面提高汽車性能。這不僅包括續航里程，還包括它們在寒冷氣候下的運行能力。一項新的研究介紹了一種針對零度以下環境的電池新設計，并展示了該技術的廣闊應用前景。

眾所周知，接近冰點的極端溫度對鋰離子電池來說是一個很大的問題，會導致大量的電力損失。對電動汽車而言，這可能意味著充電速度慢、續航里程減少，同時會對再生制動等系統產生影響。

因此，科學家們一直都在努力改進電池技術，希望提高容量、加快充電速度、增強續航能力、提高安全性，并且在非常寒冷的溫度下提升性能。福特（Ford）等汽車制造商已經對熱管理系統進行了試驗，旨在解決這些缺點，當然其他研究小組也提出了一些創造性的解決方案。

為了取得突破，美國化學學會（ACS）的科學家們這次將目標對準了鋰離子電池中的兩個電極之一——陽極（通常由石墨制成）。但最近的研究表明，陽極的扁平特性會降低電池在寒冷環境中傳遞電荷的能力。因此，該團隊開始試驗一些替代方案，并最終找到了一個看起來很有希望的解決方案。

據悉，新的設計從一種被稱為含鈷沸石咪唑酯骨架（ZIF-67）的材料開始，該材料被加熱到高溫，會形成12邊碳納米球。這些微小的結構表面凹凸不平，但恰好具有出色的電荷轉移能力，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極材料。

實驗表明，在25°C到-20°C的溫度范圍內，電池也可以保持穩定的充放電。在接近冰點的溫度下，電池保持了85.9%的存儲容量。這些測試是與其他鋰離子電池設計一起進行的，其他電池被發現在冰凍溫度下幾乎無法轉移電荷。

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

科學家們表示，這些結果表明，這樣的設計可以將鋰離子電池的功能擴展到極端環境中，這可能不僅適用于電動汽車，還適用于從無人機到航天器等其他產品。

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