Un nou tip debaterie pentru vehicule electricepoate supraviețui mai mult la temperaturi extreme calde și reci, potrivit unui studiu recent.

Oamenii de știință spun că bateriile ar permite vehiculelor electrice să călătorească mai departe cu o singură încărcare la temperaturi scăzute – și ar fi mai puțin predispuse la supraîncălzire în climatele calde.

Acest lucru ar duce la încărcare mai puțin frecventă pentru șoferii de vehicule electrice, precum și labateriio viață mai lungă.

Echipa de cercetare americană a creat o nouă substanță care este mai rezistentă chimic la temperaturi extreme și care este adăugată bateriilor cu litiu de mare energie.

„Aveți nevoie de funcționare la temperatură ridicată în zonele în care temperatura ambientală poate atinge trei cifre și drumurile devin și mai fierbinți”, a spus autorul principal, profesorul Zheng Chen de la Universitatea din California-San Diego.

„La vehiculele electrice, bateriile sunt de obicei sub podea, aproape de aceste drumuri fierbinți.De asemenea, bateriile se încălzesc doar de la trecerea curentului în timpul funcționării.

„Dacă bateriile nu pot tolera această încălzire la temperaturi ridicate, performanța lor se va degrada rapid.”

Într-o lucrare publicată luni în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences, cercetătorii descriu cum în teste, bateriile au menținut 87,5% și 115,9% din capacitatea lor energetică la -40 Celsius (-104 Fahrenheit) și 50 Celsius (122 Fahrenheit). ) respectiv.

De asemenea, au avut o eficiență Coulombic ridicată, de 98,2% și, respectiv, 98,7%, ceea ce înseamnă că bateriile pot trece prin mai multe cicluri de încărcare înainte de a înceta să funcționeze.

Acest lucru se datorează unui electrolit care este format din sare de litiu și dibutil eter, un lichid incolor utilizat în anumite producții, cum ar fi produsele farmaceutice și pesticidele.

Dibutil eterul ajută deoarece moleculele sale nu joacă ușor cu ionii de litiu pe măsură ce bateria funcționează și își îmbunătățește performanța la temperaturi sub zero.

În plus, dibutil eterul poate suporta cu ușurință căldura la punctul său de fierbere de 141 Celsius (285,8 Fahrenheit) înseamnă că rămâne lichid la temperaturi ridicate.

Ceea ce face acest electrolit atât de special este că poate fi utilizat cu o baterie cu litiu-sulf, care este reîncărcabilă și are un anod din litiu și un catod din sulf.

Anozii și catozii sunt părțile bateriei prin care trece curentul electric.

Bateriile cu litiu-sulf reprezintă un pas important în bateriile EV, deoarece pot stoca de până la două ori mai multă energie pe kilogram decât bateriile litiu-ion actuale.

Acest lucru ar putea dubla raza de acțiune a vehiculelor electrice fără a crește greutateabaterieambalați în același timp menținând costurile scăzute.

Sulful este, de asemenea, mai abundent și provoacă mai puțină suferință asupra mediului și a omului sursei decât cobaltul, care este folosit în catozii tradiționali ai bateriilor cu litiu-ion.

De obicei, există o problemă cu bateriile cu litiu-sulf – catozii cu sulf sunt atât de reactivi încât se dizolvă atunci când bateria funcționează și acest lucru se înrăutățește la temperaturi mai ridicate.

Iar anozii de litiu metalic pot forma structuri asemănătoare unor ace numite dendrite, care pot străpunge părți ale bateriei din cauza scurtcircuitării.

Drept urmare, aceste baterii rezistă doar până la zeci de cicluri.

Electrolitul dibutil eter dezvoltat de echipa UC-San Diego rezolvă aceste probleme, chiar și la temperaturi extreme.

Bateriile pe care le-au testat au avut o durată de viață mult mai lungă decât o baterie tipică cu litiu-sulf.

„Dacă doriți o baterie cu densitate mare de energie, de obicei trebuie să utilizați o chimie foarte dură și complicată”, a spus Chen.

„Energia mare înseamnă că au loc mai multe reacții, ceea ce înseamnă mai puțină stabilitate, mai multă degradare.

„A face o baterie de înaltă energie care este stabilă este o sarcină dificilă în sine – încercarea de a face acest lucru într-un interval larg de temperatură este și mai dificilă.

„Electrolitul nostru ajută la îmbunătățirea atât a catodului, cât și a anodului, oferind în același timp o conductivitate ridicată și o stabilitate interfacială.”

Echipa a proiectat, de asemenea, catodul de sulf pentru a fi mai stabil prin altoirea lui pe un polimer.Acest lucru previne dizolvarea mai multor sulf în electrolit.

Următorii pași includ extinderea chimiei bateriei, astfel încât să funcționeze la temperaturi și mai mari și să prelungească și mai mult durata de viață.