Un nou tipus debateria per a vehicles elèctricspoden sobreviure més temps en temperatures extremes, segons un estudi recent.

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

Això comportaria una càrrega menys freqüent per als conductors de vehicles elèctrics, així com labateriesuna vida més llarga.

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

«Cal un funcionament a alta temperatura en 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, les bateries solen estar sota el terra, a prop d'aquestes carreteres calentes. A més, les bateries s'escalfen només amb el pas del corrent durant el funcionament.»

«Si les bateries no poden tolerar aquest escalfament a altes temperatures, 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 coulombiana del 98,2% i el 98,7% respectivament, la qual cosa 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 manufactures com ara productes farmacèutics i pesticides.

L'èter dibutílic ajuda perquè les seves molècules no combinen fàcilment amb els ions de liti mentre 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 Celsius (285,8 graus Fahrenheit), cosa que 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 liti-sofre, que és recarregable i té un ànode fet de liti i un càtode fet de sofre.

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

Les bateries de liti-sofre són un pas important en les bateries dels vehicles elèctrics, ja que poden emmagatzemar fins a dues vegades més energia per quilogram que les bateries de ions de liti actuals.

Això podria duplicar l'autonomia dels vehicles elèctrics sense augmentar-ne el pes.bateriaempaquetar 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 els càtodes tradicionals de les bateries de liti-ió.

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

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

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

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

Les bateries que van provar tenien una vida útil molt més llarga que una bateria típica de liti-sofre.

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

"Una energia alta significa que es produeixen més reaccions, cosa que significa menys estabilitat i més degradació."

"Fer una bateria d'alta energia que sigui estable ja és una tasca difícil en si mateixa; intentar fer-ho en 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 perquè fos 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 allargar encara més la vida útil del cicle.