Нови типбатерија за електрична возиламогу дуже да преживе на екстремно високим и ниским температурама, према недавној студији.

Научници кажу да би батерије омогућиле електричним возилима да путују дуже са једним пуњењем на ниским температурама – и да би била мање склона прегревању у топлим климатским условима.

То би резултирало ређим пуњењем за возаче електричних возила, као ибатериједужи живот.

Амерички истраживачки тим створио је нову супстанцу која је хемијски отпорнија на екстремне температуре и додаје се високоенергетским литијумским батеријама.

„Потребан вам је рад на високим температурама у подручјима где температура околине може достићи троцифрен број, а путеви постају још топлији“, рекао је главни аутор, професор Женг Чен са Универзитета Калифорније у Сан Дијегу.

„У електричним возилима, батеријски блокови се обично налазе испод пода, близу ових врућих путева. Такође, батерије се загревају само због протока струје током рада.“

„Ако батерије не могу да толеришу ово загревање на високој температури, њихове перформансе ће се брзо погоршати.“

У раду објављеном у понедељак у часопису Proceedings of the National Academy of Sciences, истраживачи описују како су током тестова батерије задржале 87,5% и 115,9% свог енергетског капацитета на -40 степени Целзијуса (-104 степена Фаренхајта) и 50 степени Целзијуса (122 степена Фаренхајта), респективно.

Такође су имали високу Кулоновску ефикасност од 98,2% и 98,7% респективно, што значи да батерије могу да прођу кроз више циклуса пуњења пре него што престану да раде.

То је због електролита који је направљен од литијумове соли и дибутил етра, безбојне течности која се користи у неким производњама попут фармацеутских производа и пестицида.

Дибутил етар помаже јер његови молекули не делују лако са литијумовим јонима док батерија ради и побољшава њене перформансе на температурама испод нуле.

Поред тога, дибутил етар лако подноси топлоту на тачки кључања од 141 степен Целзијуса (285,8 степени Фаренхајта), што значи да остаје течан на високим температурама.

Оно што овај електролит чини тако посебним јесте то што се може користити са литијум-сумпорном батеријом, која се може пунити и има аноду направљену од литијума и катоду направљену од сумпора.

Аноде и катоде су делови батерије кроз које пролази електрична струја.

Литијум-сумпорне батерије су значајан следећи корак у батеријама за електрична возила јер могу да складиште до два пута више енергије по килограму од тренутних литијум-јонских батерија.

Ово би могло удвостручити домет електричних возила без повећања тежинебатеријапаковање уз смањење трошкова.

Сумпор је такође заступљенији и узрокује мање еколошке и људске патње него кобалт, који се користи у традиционалним катодама литијум-јонских батерија.

Типично, постоји проблем са литијум-сумпорним батеријама – сумпорне катоде су толико реактивне да се растварају када батерија ради, а то се погоршава на вишим температурама.

А литијумске металне аноде могу формирати игличасте структуре које се називају дендрити, а које могу пробити делове батерије због кратког споја.

Као резултат тога, ове батерије трају само до десетина циклуса.

Дибутил етарски електролит који је развио тим са Универзитета Калифорније у Сан Дијегу решава ове проблеме, чак и на екстремним температурама.

Батерије које су тестирали имале су много дужи циклични век трајања од типичне литијум-сумпорне батерије.

„Ако желите батерију са високом густином енергије, обично морате да користите веома јаку, компликовану хемију“, рекао је Чен.

„Висока енергија значи да се дешава више реакција, што значи мању стабилност, већу деградацију.“

„Прављење високоенергетске батерије која је стабилна је сам по себи тежак задатак – покушај да се то уради кроз широк температурни опсег је још изазовнији.“

„Наш електролит помаже у побољшању и катодне и анодне стране, истовремено обезбеђујући високу проводљивост и међуповршинску стабилност.“

Тим је такође пројектовао сумпорну катоду да буде стабилнија калемљењем на полимер. Ово спречава растварање веће количине сумпора у електролиту.

Следећи кораци укључују повећање хемијског састава батерије тако да ради на још вишим температурама и додатно ће продужити век трајања циклуса.