Nový typbaterie pro elektromobilyPodle nedávné studie mohou přežít déle v extrémně vysokých a nízkých teplotách.

Vědci tvrdí, že baterie by umožnily elektromobilům cestovat dále na jedno nabití při nízkých teplotách – a byly by méně náchylné k přehřátí v horkém klimatu.

To by vedlo k méně častému nabíjení pro řidiče EV a také by to umožnilobateriedelší životnost.

Americký výzkumný tým vytvořil novou látku, která je chemicky odolnější vůči extrémním teplotám a přidává se do vysokoenergetických lithiových baterií.

"Potřebujete vysokoteplotní provoz v oblastech, kde může okolní teplota dosáhnout trojciferných čísel a silnice se ještě více zahřejí," řekl vedoucí autor profesor Zheng Chen z University of California-San Diego.

„V elektrických vozidlech jsou baterie obvykle pod podlahou, blízko těchto horkých silnic.Baterie se také zahřívají jen tím, že během provozu prochází proudem.

"Pokud baterie nesnesou toto zahřívání při vysoké teplotě, jejich výkon se rychle sníží."

V článku zveřejněném v pondělí v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences vědci popisují, jak při testech baterie udržely 87,5 procenta a 115,9 procenta své energetické kapacity při –40 stupních Celsia (–104 Fahrenheit) a 50 stupních Celsia (122 Fahrenheitů). ), resp.

Měly také vysokou coulombickou účinnost 98,2 procenta a 98,7 procenta, což znamená, že baterie mohou projít více nabíjecími cykly, než přestanou fungovat.

To je způsobeno elektrolytem, ​​který je vyroben ze soli lithia a dibutyletheru, bezbarvé kapaliny používané v některých výrobách, jako jsou léčiva a pesticidy.

Dibutylether pomáhá, protože jeho molekuly si při běhu baterie nehrají s ionty lithia snadno a zlepšuje její výkon při teplotách pod nulou.

Dibutylether navíc snadno snese teplo při bodu varu 141 Celsia (285,8 Fahrenheita), což znamená, že zůstává kapalný i při vysokých teplotách.

To, co dělá tento elektrolyt tak výjimečným, je to, že může být použit s lithium-sírovou baterií, která je dobíjecí a má anodu vyrobenou z lithia a katodu vyrobenou ze síry.

Anody a katody jsou části baterie, kterými prochází elektrický proud.

Lithium-sírové baterie jsou významným dalším krokem v bateriích EV, protože dokážou uložit až dvakrát více energie na kilogram než současné lithium-iontové baterie.

To by mohlo zdvojnásobit dojezd EV bez zvýšení hmotnostibateriezabalit při zachování nízkých nákladů.

Síra je také hojnější a způsobuje zdroji méně environmentálního a lidského utrpení než kobalt, který se používá v tradičních lithium-iontových bateriových katodách.

Typicky je problém s lithium-sírovými bateriemi – sirné katody jsou tak reaktivní, že se rozpouštějí, když je baterie v chodu, což se zhoršuje při vyšších teplotách.

A lithiové kovové anody mohou tvořit jehlovité struktury zvané dendrity, které mohou prorazit části baterie, protože dojde ke zkratu.

Díky tomu tyto baterie vydrží pouze desítky cyklů.

Dibutyletherový elektrolyt vyvinutý týmem UC-San Diego tyto problémy řeší i při extrémních teplotách.

Baterie, které testovali, měly mnohem delší životnost než typická lithium-sirná baterie.

"Pokud chcete baterii s vysokou hustotou energie, obvykle potřebujete použít velmi drsnou a komplikovanou chemii," řekl Chen.

„Vysoká energie znamená více reakcí, což znamená menší stabilitu, větší degradaci.

„Vyrobit vysokoenergetickou baterii, která je stabilní, je sám o sobě obtížný úkol – pokusit se o to v širokém teplotním rozsahu je ještě náročnější.

"Náš elektrolyt pomáhá zlepšovat katodovou i anodovou stranu a zároveň poskytuje vysokou vodivost a stabilitu na rozhraní."

Tým také zkonstruoval sirnou katodu tak, aby byla stabilnější tím, že ji narouboval na polymer.Tím se zabrání rozpouštění většího množství síry v elektrolytu.

Mezi další kroky patří zvýšení chemického složení baterie tak, aby fungovala při ještě vyšších teplotách a dále prodlouží životnost cyklu.