Naujas tipasakumuliatorius elektromobiliamsRemiantis naujausiu tyrimu, gali ilgiau išgyventi esant ekstremalioms karštoms ir žemoms temperatūroms.

Mokslininkai teigia, kad baterijos leistų elektromobiliams nuvažiuoti toliau vienu įkrovimu esant žemai temperatūrai, o karštame klimate jie būtų mažiau linkę perkaisti.

Dėl to elektromobilių vairuotojai būtų įkraunami rečiau ir suteiktųbaterijosilgesnį gyvenimą.

Amerikos tyrimų grupė sukūrė naują medžiagą, kuri yra chemiškai atsparesnė ekstremalioms temperatūroms ir dedama į didelės energijos ličio baterijas.

„Reikia dirbti aukštoje temperatūroje tose vietose, kur aplinkos temperatūra gali siekti triženklius skaitmenis, o keliai dar labiau įkaista“, – sakė vyresnysis autorius profesorius Zheng Chen iš Kalifornijos universiteto San Diego.

„Elektrinėse transporto priemonėse akumuliatorių blokai paprastai yra po grindimis, netoli šių karštų kelių.Be to, akumuliatoriai įšyla vien nuo srovės pratekėjimo veikimo metu.

„Jei baterijos negali toleruoti tokio įšilimo esant aukštai temperatūrai, jų veikimas greitai pablogės.

Pirmadienį žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“ paskelbtame dokumente mokslininkai aprašo, kaip atliekant bandymus, baterijos išlaikė 87,5 proc. ir 115,9 proc. energijos talpos –40 Celsijaus (-104 Farenheito) ir 50 Celsijaus (122 Farenheito) temperatūroje. ) atitinkamai.

Jie taip pat turėjo aukštą kuloninį efektyvumą – atitinkamai 98,2 ir 98,7 proc., o tai reiškia, kad baterijos gali pereiti daugiau įkrovimo ciklų, kol nustoja veikti.

Taip yra dėl elektrolito, pagaminto iš ličio druskos ir dibutilo eterio – bespalvio skysčio, naudojamo kai kuriose gamyboje, pavyzdžiui, vaistų ir pesticidų gamyboje.

Dibutilo eteris padeda, nes jo molekulės lengvai nežaidžia kamuoliu su ličio jonais, kai baterija veikia, ir pagerina jo veikimą esant minusinei temperatūrai.

Be to, dibutilo eteris gali lengvai atlaikyti karštį, kai virimo temperatūra yra 141 Celsijaus (285,8 Farenheito), tai reiškia, kad aukštoje temperatūroje jis išlieka skystas.

Šis elektrolitas yra ypatingas tuo, kad jį galima naudoti su ličio-sieros baterija, kuri yra įkraunama ir turi anodą iš ličio ir katodą iš sieros.

Anodai ir katodai yra baterijos dalys, per kurias teka elektros srovė.

Ličio sieros baterijos yra svarbus kitas žingsnis EV baterijų srityje, nes jos gali sukaupti iki dviejų kartų daugiau energijos vienam kilogramui nei dabartinės ličio jonų baterijos.

Tai galėtų padvigubinti elektromobilių asortimentą nepadidinant jų svoriobaterijasupakuoti, tuo pačiu sumažinant išlaidas.

Sieros taip pat yra gausiau ir jos šaltinis sukelia mažiau aplinkos ir žmonių kančių nei kobaltas, naudojamas tradiciniuose ličio jonų baterijų katoduose.

Paprastai iškyla ličio-sieros baterijų problema – sieros katodai yra tokie reaktyvūs, kad ištirpsta, kai baterija veikia, ir tai pablogėja esant aukštesnei temperatūrai.

O ličio metalo anodai gali sudaryti į adatas panašias struktūras, vadinamas dendritais, kurie gali pradurti akumuliatoriaus dalis dėl trumpojo jungimo.

Dėl to šios baterijos veikia tik iki dešimčių ciklų.

UC-San Diego komandos sukurtas dibutilo eterio elektrolitas išsprendžia šias problemas net esant ekstremalioms temperatūroms.

Jų išbandytos baterijos veikė daug ilgiau nei įprasta ličio sieros baterija.

„Jei norite didelio energijos tankio akumuliatoriaus, paprastai reikia naudoti labai atšiaurią, sudėtingą chemiją“, - sakė Chenas.

„Didelė energija reiškia, kad vyksta daugiau reakcijų, o tai reiškia mažiau stabilumo, daugiau degradacijos.

„Pagaminti didelės energijos akumuliatorių, kuris būtų stabilus, yra sudėtinga užduotis – bandyti tai padaryti plačiame temperatūrų diapazone yra dar sudėtingiau.

"Mūsų elektrolitas padeda pagerinti katodo ir anodo pusę, tuo pačiu užtikrinant aukštą laidumą ir sąsajos stabilumą."

Komanda taip pat sukūrė sieros katodą, kad jis būtų stabilesnis, skiepijant jį polimeru.Tai neleidžia daugiau sieros ištirpti į elektrolitą.

Kiti žingsniai apima akumuliatoriaus cheminės sudėties padidinimą, kad jis veiktų dar aukštesnėje temperatūroje ir dar labiau pailgintų ciklo tarnavimo laiką.