Un nou tipus debateria per a vehicles elèctricspot sobreviure més temps a temperatures extremes de calor i fred, segons un estudi recent.

Els científics diuen que les bateries permetrien que els vehicles elèctrics viatgin més lluny amb una sola càrrega a temperatures fredes i que serien menys propensos a sobreescalfar-se en climes càlids.

Això donaria lloc a una càrrega menys freqüent per als conductors de vehicles elèctrics i també donaria elbateriesuna vida més llarga.

L'equip d'investigació nord-americà va crear una nova substància que és químicament més resistent a temperatures extremes i que s'afegeix a les bateries de liti d'alta energia.

"Necessiteu un funcionament a alta temperatura a les zones on la temperatura ambient pot arribar als tres dígits i les carreteres s'escalfen encara més", va dir l'autor principal, el professor Zheng Chen de la Universitat de Califòrnia-San Diego.

"En els vehicles elèctrics, els paquets de bateries solen estar sota el terra, a prop d'aquestes carreteres calentes.A més, les bateries s'escalfen només de tenir un corrent durant el funcionament.

"Si les bateries no poden tolerar aquest escalfament a alta temperatura, el seu rendiment es degradarà ràpidament".

En un article publicat dilluns a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, els investigadors descriuen com en les proves, les bateries van mantenir el 87,5% i el 115,9% de la seva capacitat energètica a -40 Celsius (-104 Fahrenheit) i 50 Celsius (122 Fahrenheit). ) respectivament.

També tenien una alta eficiència Coulombic del 98,2% i del 98,7% respectivament, el que significa que les bateries poden passar per més cicles de càrrega abans de deixar de funcionar.

Això es deu a un electròlit que està fet de sal de liti i èter dibutílic, un líquid incolor que s'utilitza en algunes fabricacions com ara productes farmacèutics i pesticides.

L'èter dibutílic ajuda perquè les seves molècules no juguen a pilota amb els ions de liti fàcilment a mesura que la bateria funciona i millora el seu rendiment a temperatures sota zero.

A més, l'èter dibutílic pot suportar fàcilment la calor al seu punt d'ebullició de 141 graus centígrads (285,8 Fahrenheit) significa que es manté líquid a altes temperatures.

El que fa que aquest electròlit sigui tan especial és que es pot utilitzar amb una bateria de sofre de liti, que és recarregable i té un ànode de liti i un càtode de sofre.

Els ànodes i els càtodes són les parts de la bateria per on passa el corrent elèctric.

Les bateries de sofre de liti són un pas important en les bateries de vehicles elèctrics perquè poden emmagatzemar fins a dues vegades més energia per quilo que les bateries d'ió de liti actuals.

Això podria duplicar l'autonomia dels vehicles elèctrics sense augmentar el pes delbateriaempaquetar mantenint els costos baixos.

El sofre també és més abundant i causa menys patiment ambiental i humà a la font que el cobalt, que s'utilitza en càtodes tradicionals de bateries d'ions de liti.

Normalment, hi ha un problema amb les bateries de sofre de liti: els càtodes de sofre són tan reactius que es dissolen quan la bateria funciona i això empitjora a temperatures més altes.

I els ànodes metàl·lics de liti poden formar estructures semblants a agulles anomenades dendrites que poden perforar parts de la bateria perquè es produeixen curtcircuits.

Com a resultat, aquestes bateries només duren fins a desenes de cicles.

L'electròlit dibutil èter desenvolupat per l'equip de la UC-San Diego soluciona aquests problemes, fins i tot a temperatures extremes.

Les bateries que van provar tenien un cicle de vida molt més llarg que una bateria típica de sofre de liti.

"Si voleu una bateria amb alta densitat d'energia, normalment heu d'utilitzar una química molt dura i complicada", va dir Chen.

"L'alta energia significa que s'estan produint més reaccions, la qual cosa significa menys estabilitat, més degradació.

"Fer una bateria d'alta energia que sigui estable és una tasca difícil en si mateix; intentar fer-ho a través d'un ampli rang de temperatures és encara més difícil.

"El nostre electròlit ajuda a millorar tant el costat del càtode com el costat de l'ànode alhora que proporciona una alta conductivitat i estabilitat interfacial".

L'equip també va dissenyar el càtode de sofre per ser més estable empeltant-lo a un polímer.Això evita que es dissolgui més sofre a l'electròlit.

Els següents passos inclouen augmentar la química de la bateria perquè funcioni a temperatures encara més altes i allargarà encara més la vida útil del cicle.