最近,美国和中国的人们都面临着自己的挑战。 在美国,特斯拉车主尤其遇到困难。 由于北极涡旋破裂带来的冷空气向南入侵,极端寒冷天气已成为常态。 据福克斯新闻报道,许多电动汽车车主因为充电问题而感到愤怒和无助。 特别是在芝加哥,特斯拉充电站几乎成了电动汽车的“坟场”,车辆无法在严寒中充电,车主不得不在冰雪中等待数小时才能充电。 虽然这听起来有点夸张,但这是一个严重的问题。 福克斯新闻甚至呼吁拜登**和白宫不要过度宣传电动汽车,而是让市场决定消费者选择什么。
嗯,这些是美国电动汽车的面孔。
问题有多严重? 电动汽车冬天真的很难充电吗? 如何有效充电? 作为保守派**,福克斯新闻一直对电动汽车持保留态度。 维基百科社区甚至指出,福克斯新闻在科学和政治报道方面只是“勉强可靠”。 因此,特斯拉充电站成为汽车坟场的说法可能被夸大了。
福克斯报道称,美国全国范围内的寒冷给电动汽车行业带来了挑战。 通常,充电只需 15 到 20 分钟,但在寒冷的天气里,充电时间可能会延长到 90 分钟。 美联社采访了密歇根大学的研究生安基塔·班萨尔(Ankita Bansal),他在皮茨菲尔德镇的超级充电站遇到了充电问题。 气温降到零下14摄氏度,她的特斯拉只充电了7%。 她发现汽车没有开始充电,而是显示电池正在发热,她需要等待电池达到合适的温度,大约1小时50分钟后才能充满电。 情况实在是令人沮丧,在冰雪中等待两个小时充电无疑是一种折磨。 但值得注意的是,Bansal刚刚买了一周的车,属于新手车主。
事实上,在寒冷的天气里,特斯拉和其他电动汽车都有应对策略来确保正确充电。 电动汽车在冬季面临的主要问题是锂离子电池在低温环境下性能下降,电解液粘度增加,甚至部分凝固,导致电池内部化学反应速率减慢,尤其是锂离子的迁移速率。 低温不仅会降低锂离子电池的效率,还会导致内部材料损坏和老化。 具体影响包括:
1.锂枝晶的沉积和生长:在低温充电过程中,由于晶格收缩,负极空间不够大,无法嵌入锂离子,导致电荷转移和固相扩散较慢。 锂离子不能嵌入负极中,只能在表面形成锂金属,即镀锂。 锂涂层在低温下生长不均匀,容易形成锂枝晶,严重时可能会刺穿隔膜并导致电池故障。
2.SEI膜增厚:在锂离子电池中,负极材料的锂插层电位通常低于电解液的还原和分解电位,导致SEI膜的形成。 电阻的增加导致极化增加,电位向低电位转移,锂金属与电解质反应形成越来越厚的SEI膜。 研究表明,应在低温下使用小电流充电,并应避免快速充电以保护电池。
3.电极材料局部晶格损伤:晶格在低温下收缩,强嵌入可能会破坏正负极的局部晶格,造成无法修复的损伤。
4.电解液的极化分解:电化学极化和浓度极化在低温下严重,电极-电解液界面容易发生副反应,导致电解液分解,SEI膜变厚,有机电解液分解造成不可逆的损伤。
因此,锂离子电动汽车在低温下充电时,需要避免两个主要问题:低温和快速充电。 有人可能会问,低温下如何避免低温? 虽然我们无法改变天气,但电动汽车在设计时就考虑到了这一点,即预热电池。
作为新手车主,Bansal 可能不明白,通过车辆设置提前通知汽车即将充电,可以激活电池预热功能。 这样,电池被预热,到达充电站后可以正常充电。 大多数电动汽车都具有此功能,尽管它会消耗一些续航里程功率或需要大约半小时的预热时间。
在低温环境下使用电动汽车时,应注意在充电前对电池进行预热,并尽量使用小电流充电。 有趣的是,挪威作为一个电动汽车使用率极高的国家,很少遇到充电问题。 这是因为大多数挪威电动汽车车主在家充电,而家庭充电站通常只是缓慢充电,这不仅减少了冬季的麻烦,还减轻了对电池的损坏。 相比之下,只有不到一半的美国家庭拥有充电站。 因此,尽管最近美国感冒了,但电动汽车的问题仍然是少数。 虽然续航里程的减少是不可避免的,但合理的充电仍然是可行的,并不像福克斯描述的那么严重。
另一个有趣的问题是,为什么美国今年冬天这么冷,而纬度相近的中国却相对温暖。 这可能与厄尔尼诺现象有关。 厄尔尼诺现象期间,太平洋东海岸气压较低,西海岸气压较高,导致美国气压较冷,中国气压较暖。 拉尼娜现象恰恰相反。 例如,2008年中国的暴风雪就是拉尼娜现象的结果。 同时,全球变暖导致全球气温升高,北极涡旋更容易向南突破,对气候产生重大影响。 因此,全球气候变化的情况非常复杂。 作为气候变化的主要影响者,人类很难在短期内改变这一趋势,但我们可以改变我们的心态和行为。 无论是在为电动汽车充电时忘记预热电池,还是生活中的其他挑战,我们都可以从中吸取教训并有所作为。 毕竟,生活总要继续。