Nový typbatérie pre elektrické vozidláPodľa nedávnej štúdie môže prežiť dlhšie v extrémne horúcich a nízkych teplotách.

Vedci tvrdia, že batérie by umožnili EV cestovať ďalej na jedno nabitie pri nízkych teplotách – a boli by menej náchylné na prehriatie v horúcom podnebí.

To by viedlo k menej častému nabíjaniu pre vodičov EV, ako aj k tomubatériedlhší život.

Americký výskumný tím vytvoril novú látku, ktorá je chemicky odolnejšia voči extrémnym teplotám a pridáva sa do vysokoenergetických lítiových batérií.

„Potrebujete prevádzku pri vysokej teplote v oblastiach, kde môže okolitá teplota dosiahnuť trojciferné hodnoty a cesty sa ešte viac zohrejú,“ povedal hlavný autor profesor Zheng Chen z Kalifornskej univerzity v San Diegu.

„V elektrických vozidlách sú batérie zvyčajne pod podlahou, blízko týchto horúcich ciest.Batérie sa tiež zahrievajú len tým, že počas prevádzky prechádzajú prúdom.

"Ak batérie neznesú toto zahrievanie pri vysokej teplote, ich výkon sa rýchlo zníži."

V článku publikovanom v pondelok v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences výskumníci opisujú, ako pri testoch batérie udržali 87,5 percenta a 115,9 percent svojej energetickej kapacity pri –40 stupňoch Celzia (–104 Fahrenheit) a 50 stupňoch Celzia (122 Fahrenheitov). ), resp.

Mali tiež vysokú coulombickú účinnosť 98,2 percent a 98,7 percent, čo znamená, že batérie môžu prejsť viacerými nabíjacími cyklami, kým prestanú fungovať.

Je to spôsobené elektrolytom, ktorý je vyrobený z lítnej soli a dibutyléteru, bezfarebnej kvapaliny používanej v niektorých výrobách, ako sú liečivá a pesticídy.

Dibutyléter pomáha, pretože jeho molekuly nehrajú ľahko loptičku s iónmi lítia, keď batéria beží, a zlepšuje jej výkon pri teplotách pod nulou.

Navyše, dibutyléter ľahko znesie teplo pri jeho bode varu 141 Celzia (285,8 Fahrenheita), čo znamená, že zostáva tekutý pri vysokých teplotách.

Čo robí tento elektrolyt tak výnimočným, je to, že ho možno použiť s lítium-sírovou batériou, ktorá je nabíjateľná a má anódu vyrobenú z lítia a katódu vyrobenú zo síry.

Anódy a katódy sú časti batérie, cez ktoré prechádza elektrický prúd.

Lítium-sírové batérie sú významným ďalším krokom v batériách EV, pretože dokážu uložiť až dvakrát viac energie na kilogram ako súčasné lítium-iónové batérie.

To by mohlo zdvojnásobiť dojazd EV bez zvýšenia hmotnostibatériezbaliť a zároveň udržať nízke náklady.

Síra je tiež hojnejšia a spôsobuje zdroju menšie utrpenie pre životné prostredie a ľudí ako kobalt, ktorý sa používa v tradičných lítium-iónových batériových katódach.

Typicky je problém s lítium-sírovými batériami – sírové katódy sú také reaktívne, že sa rozpúšťajú, keď je batéria v chode, čo sa zhoršuje pri vyšších teplotách.

A lítiové kovové anódy môžu vytvárať ihlovité štruktúry nazývané dendrity, ktoré môžu prepichnúť časti batérie, pretože dôjde ku skratu.

Výsledkom je, že tieto batérie vydržia len desiatky cyklov.

Dibutyléterový elektrolyt vyvinutý tímom UC-San Diego rieši tieto problémy aj pri extrémnych teplotách.

Batérie, ktoré testovali, mali oveľa dlhšiu životnosť ako typická lítium-sírová batéria.

"Ak chcete batériu s vysokou hustotou energie, zvyčajne musíte použiť veľmi drsnú a komplikovanú chémiu," povedal Chen.

„Vysoká energia znamená, že prebieha viac reakcií, čo znamená menšiu stabilitu, väčšiu degradáciu.

„Vyrobenie vysokoenergetickej batérie, ktorá je stabilná, je sama o sebe náročná úloha – pokúsiť sa to urobiť v širokom rozsahu teplôt je ešte náročnejšie.

"Náš elektrolyt pomáha zlepšovať katódovú aj anódovú stranu a zároveň poskytuje vysokú vodivosť a stabilitu na rozhraní."

Tím tiež skonštruoval sírovú katódu tak, aby bola stabilnejšia jej naočkovaním na polymér.Tým sa zabráni väčšiemu rozpusteniu síry v elektrolyte.

Medzi ďalšie kroky patrí zvýšenie chémie batérie tak, aby fungovala pri ešte vyšších teplotách a ďalej predĺžila životnosť.