特斯拉在官网发布了Model 3高性能全轮驱动版车辆的国标工况续航里程，续航里程测试结果为635km，百公里加速时间为3.4秒。操控性和空气动力学表现极佳，时速可达261公里/小时。最重要的是，充电 15 分钟即可补充最多约 250 公里的续航电量。

美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳院士团队通过采用一种更为简捷、成本低廉的“热刺激”技术，攻克了锂电池快速充电和电池寿命难以兼得的关键问题。团队提出了热调控磷酸铁锂电池(TM-LFP battery) 的新型概念，研制出一种集低成本、安全性、快充且高续航里程于一身的高性能磷酸铁锂电池，有望解决新能源汽车发展的“里程焦虑”和“充电时间焦虑”难题。

据悉，仅需充电10分钟，该磷酸铁锂电池即可续航约250公里，而且成本仅与传统的内燃机相当。值得一提的是，装载该电池的电动汽车可在3秒内加速到60公里/小时！相关研究成果以“Thermally modulated lithium iron phosphate batteries for mass-market electric vehicles”为题，发表在《Nature Energy》上！

低成本、快充和电池寿命如何兼得？

王朝阳院士表示，秘诀就在于团队前期研发的热刺激技术，也称自加热技术（self-heating technology）。

在介绍该技术之前，先来看看锂电池快充技术的原理。简单来说，快充的实质就是增加锂离子的传递速率。普遍的做法是提高温度，从而加快锂离子移动速度，那么相应的充电速度就会提升。但是提高温度带来了新的问题，长时间高温充电会让电解液分解，缩短电池寿命。这就需要摸索出一个适当的温度参数和时间参数。

图一：锂电快充原理示意图。高温下充电速度会加快，其中金色小球代表锂离子。（图源：宾夕法尼亚州立大学）

在前期的研究中，王院士团队发现，如果电池能在充电前迅速加热到60℃，快充10分钟，然后迅速降温到环境温度，那么不仅不会形成电池的热衰减，还能避免严重的SEI膜增长。

而王朝阳院士团队研发的自加热技术的关键就在于：在特定温度下快速充电。为了让电池能够在快充前迅速加热到指定温度，王朝阳团队在电池内部插入 50 微米厚度的镍箔，一端连接到负极，另一端延伸到电池外部以形成第三端。电流一旦流动，就会通过电阻加热镍箔，产生热量。一旦电池内部温度超过 60 ℃时，就会触动温度传感器并关闭镍箔电流，此时电池与准备好快速充电。而不工作时，电池的温度会快速冷却到环境温度。

图2：自加热电池结构图

热调控磷酸铁锂电池的性能卖点

基于上述技术，王朝阳院士团队提出了热调控磷酸铁锂电池(TM-LFP battery)的概念，其核心在于：在电动汽车充电之前将电池快速加热至60℃左右进行快充，停止充电后电池会迅速冷却至环境温度。