最近，全國各地的電動汽車車主朋友們是不是發現您的愛車續航里程突然大幅縮短，跑不了多遠，油門踩下去沒勁兒？是不是都開始為冬季嚴寒感到發愁，尤其是北方的朋友們，如此天氣不僅影響出行計劃，而且很多人為了能夠省點電，不舍得開暖風，車里車外幾乎一個溫度。這樣的體驗，讓人簡直懷疑當初決定買電動汽車考慮的價值所在。

為何在寒冷的冬天電動汽車的續航會減少，不用腦袋想就了解與低溫有關。

通常來說，目前市面上絕大多數的電動汽車、甚至是電子數碼產品，使用的都是鋰離子電池，那么就先扒一扒，冬天的鋰離子電池怎么了。

先從原理說起。電動汽車上使用的重要鋰離子電池類型，磷酸鐵鋰、三元鋰和錳酸鋰三種主流的鋰離子電池，負極石墨材料為主。他們的基本反映原理是近似的，都是搖椅式電化學儲能過程。

鋰離子電池放電過程

如上圖所示。在充電過程中，由于電池外加端電壓的用途，正極集流體附近的電子在電場驅動下向負極運動，到達負極后，與負極材料中的鋰離子結合，形成局部電中性存放在石墨間隙中；消耗了部分鋰離子的負極表面，鋰離子濃度變低，正極與負極之間形成離子濃度差。在濃差驅動下，正極材料中的鋰離子從材料內部向正極表面運動，并沿著電解質，穿過隔膜，來到負極表面；進一步在電勢驅動用途下，穿過SEI膜，向負極材料深處擴散，與從外電路過來的電子相遇，局部顯示電中性滯留在負極材料內部。放電過程則剛好相反，包含負載的回路閉合后，放電過程開始于電子從負極集流體流出，通過外電路到達正極；終于鋰離子嵌入正極材料，與外電路過來的電子結合。

負極石墨為層狀結構，鋰離子的嵌入和脫出的方式，在不同類型的鋰離子中沒有太大差異。不同正極材料，其晶格結構存在不同，充放電過程中的鋰離子擴散進出，過程略有不同。

放電過程中，鋰離子想要從負極來到正極，要在一些動力的驅動下克服一些阻力才能實現。這些阻力包括，從負極結構中擴散出來要克服負極SEI膜阻抗；沿著電解液擴散要克服電解液傳導阻抗；穿越正負極之間的隔膜，要克服隔膜阻抗；從電解液進入正極，要克服正極SEI膜（這個膜的結構不是特別明顯）和材料內部擴散阻抗。

那么鋰離子克服這些阻力的動力哪里來？一方面來自于正負極材料電勢差，正極材料與負極材料的勢能差越大，電池表現出來的開路電壓越高，電池存儲的能量也就越多，這個屬性也是電池能夠放電的基本動力；另一方面，電解液中不同位置離子濃度的不同，驅動離子從高濃度位置向低濃度位置運動，所謂濃差驅動。

這樣看來，只要我們明確，低溫是怎么樣影響這些阻力和動力的，就能理解低溫對鋰離子電池性能的影響是怎么起用途的。

正極材料活性物質，溫度越低，其活性越差，對外表現出電勢降低；正極鋰離子在材料內部通道中的擴散越困難，表現出阻抗新增；負極表面的SEI膜，是電解液與負極材料初次接觸時候形成的一層鈍化膜，它的存在保護了負極材料不會被電解液進一步腐蝕，同時又能允許鋰離子進入和脫出。當溫度降低，鋰離子通過SEI膜也變得困難，表現為阻抗新增；電解液的活性，在低溫下同樣變差，離子在電解液中的擴散能力降低。帶電離子的移動速率，宏觀上的表現就是電流值的大小。回想一下電流的含義：單位時間流過導體任意截面的電量。聯系到電荷移動速率與電流的關系，低溫使得電解液通過電流的能力降低了。而對電荷移動的阻礙，則表現為回路阻抗。溫度下降，電解液阻抗上升。

整體上看，在鋰離子電池這個體系里，電荷移動的不順暢，既表現為電勢降低，同時又表現為阻抗升高。電勢或者說電池的開路電壓，在一定溫度下，與電池內部容納的能量有明確的對應關系，那么電勢下降顯示了電池內電能的減少。

上述解釋似乎顯得過于復雜，那么簡單總結下為何低溫下，電動汽車的續航里程少了？宏觀上，因為低溫使得鋰離子電池的可用容量變小了，同時內阻變大了；微觀上，低溫一方面降低了鋰離子電池活性物質放電的勢能，另一方面提高了系統放電阻力。可用電量減小，行駛里程必然會減少，而電池內阻的新增，又將一部分可用的電能直接轉化成歐姆熱浪費掉了。兩方面因素綜合到一起，續駛里程必然明顯減小。

是否有辦法防止或減輕掉電，提高冬季電動汽車續航里程？

低溫給電池帶來的種種變化，怎么樣解決呢？還是得從溫度入手。

我們來說一個方法，暫且稱為恒溫車庫法。既然已相關經驗證電池怕冷，把車放在溫暖的地方不就行了？有位北方車主試驗，將車開到看起來很高大上，其實也的確啥都買不起的高級商場，停好車時，車內儀表盤顯示環境溫度為5℃，第二天準備接它回家時，表現溫度變為19℃，這溫度快趕上家里的熱炕頭了！試驗效果不錯，16個小時續航和電量絲毫沒變。所以多花點錢放在溫暖的車庫還是值得的。哈哈，這只是一個不是建議的建議……

第二，這個方法切實可行，就是預熱，就是起動之前，先給電池加熱。當然，你的車要具備電池加熱功能才行。有數據顯示，一個預熱措施可以帶來如下水準的里程提升：環境溫度零下20℃，無預熱，直接起動行駛，續駛里程是常溫里程的60%左右；采用預熱方法，續駛里程提高到常溫里程的90%。假如把動力鋰電池自身作為電源，微小電流自加熱，除了消耗電量以外，還會帶來對電池本身壽命的傷害，是一種不太合理的加熱方式。

第三，看來恒溫車庫或者預熱都不太理想，假如你所在地區的溫度也只是在0℃左右，可以采取先小功率低速行駛一段時間，讓電池小電流放電行駛的同時給自己加熱。當電池溫度超過15℃以后，就可以正常行駛了。

說到底就是不能讓電池的溫度太低。所以，在冬天出門之前做好行程規劃，出發前事先將充電插頭連接到汽車上，用外部的電量來為鋰離子電池恢復溫度。假如是家中有車庫的朋友來說就更方便了，每次回家就可以直接將充電樁與汽車連接，讓電動汽車時刻保持溫度。假如沒有任何保溫、預熱的條件，又在東北，安全第一，建議冬天就別開電動汽車了。

都說電器怕放不怕用，時常給用電器通電能有效防止線路受潮，關于電動汽車，也能有效且直接地對抗掉電。可是，低溫工作關于鋰離子電池的傷害非常大，不到不得已的情形，最好不要低溫運行，包括放電和充電。低溫放電，會造成對正負極材料結構的損壞，進而使得一部分可用容量永久損失。而低溫充電的危害更大，經歷過低溫充電的電池，發生熱失控的幾率增大數倍，其重要影響因素就是低溫充電積累下來的鋰金屬沉積，更活潑，更容易發生劇烈反應。