当气温降至冰点以下时，手机需要经常充电，而电动汽车的续航里程更短。这是因为他们的锂离子电池的阳极变得迟缓，保持较少的电荷并迅速耗尽能量。为了提高极端寒冷条件下的电气性能，ACSCentralScience上的研究人员报告称，已将锂离子电池中的传统石墨阳极替换为凹凸不平的碳基材料，该材料可将其可充电存储容量保持在-35C(-31F)。

锂离子电池非常适合为可充电电子设备供电，因为它们可以存储大量能量并且使用寿命长。但是当温度低于冰点时，这些能源的电气性能下降，当条件足够冷时，它们可能无法转移任何电荷。这就是为什么生活在美国中西部的一些人在严冬时无法使用电动汽车的原因，以及为什么在太空探索中使用这些电池存在风险。最近，科学家们确定，负极石墨的扁平取向是导致锂离子电池下降的原因在寒冷中的能量储存能力。因此，王希、姚建年及其同事希望修改碳基材料的表面结构，以改善阳极的电荷转移过程。

为了制造这种新材料，研究人员在高温下加热了含钴的沸石咪唑酯骨架(称为ZIF-67)。所得的12面碳纳米球具有凹凸不平的表面，表现出出色的电荷转移能力。然后，该团队在一个硬币形电池内测试了该材料作为阳极、锂金属作为阴极的电气性能。阳极在25C(77F)到-20C(-4F)的温度范围内表现出稳定的充电和放电，并保持85.9%的室温储能容量略低于冰点。相比之下，使用其他碳基负极制成的锂离子电池，包括石墨和碳纳米管，在冰点温度下几乎没有电荷。当研究人员将空气温度降至-35C(-31F)时，由凹凸不平的纳米球制成的阳极仍然可以充电，并且在放电过程中，释放了近100%的电池电量。研究人员说，将凹凸不平的纳米球材料加入锂离子电池中，可以为在极低温度下使用这些能源开辟可能性。