Нов вид набатерия за електрически превозни средстваможе да оцелее по-дълго при екстремни горещи и ниски температури, според скорошно проучване.

Учените казват, че батериите ще позволят на електромобилите да пътуват по-далеч с едно зареждане при ниски температури – и ще бъдат по-малко склонни към прегряване в горещ климат.

Това би довело до по-рядко таксуване за водачите на EV, както и до даване набатериипо-дълъг живот.

Американският изследователски екип създаде ново вещество, което е химически по-устойчиво на екстремни температури и се добавя към високоенергийни литиеви батерии.

„Нуждаете се от работа при висока температура в райони, където температурата на околната среда може да достигне трицифрени цифри и пътищата стават още по-горещи“, каза старши автор професор Джън Чен от Калифорнийския университет в Сан Диего.

„При електрическите превозни средства батерийните пакети обикновено са под пода, близо до тези горещи пътища.Освен това батериите се затоплят само от преминаване на ток по време на работа.

„Ако батериите не могат да понесат това загряване при висока температура, тяхната производителност бързо ще се влоши.“

В статия, публикувана в понеделник в списание Proceedings of the National Academy of Sciences, изследователите описват как при тестове батериите са запазили 87,5 процента и 115,9 процента от енергийния си капацитет при –40 по Целзий (–104 по Фаренхайт) и 50 по Целзий (122 по Фаренхайт ) съответно.

Те също така имаха висока кулонова ефективност от съответно 98,2 процента и 98,7 процента, което означава, че батериите могат да преминат през повече цикли на зареждане, преди да спрат да работят.

Това се дължи на електролит, който е направен от литиева сол и дибутилов етер, безцветна течност, използвана в някои производства като фармацевтични продукти и пестициди.

Дибутиловият етер помага, защото неговите молекули не играят лесно с литиевите йони, докато батерията работи, и подобрява работата си при температури под нулата.

Освен това, дибутиловият етер може лесно да издържи топлината при точката на кипене от 141 по Целзий (285,8 по Фаренхайт), което означава, че остава течен при високи температури.

Това, което прави този електролит толкова специален е, че може да се използва с литиево-сярна батерия, която е презареждаема и има анод, направен от литий, и катод, направен от сяра.

Анодите и катодите са частите на батерията, през които преминава електрическият ток.

Литиево-серните батерии са значителна следваща стъпка в EV батериите, тъй като те могат да съхраняват до два пъти повече енергия на килограм от сегашните литиево-йонни батерии.

Това може да удвои обхвата на електромобилите, без да увеличава теглото набатерияопаковайте, като поддържате ниски разходи.

Сярата също е по-изобилна и причинява по-малко екологични и човешки страдания на източника от кобалта, който се използва в традиционните катоди на литиево-йонни батерии.

Обикновено има проблем с литиево-серните батерии – серните катоди са толкова реактивни, че се разтварят, когато батерията работи и това се влошава при по-високи температури.

А литиево-металните аноди могат да образуват игловидни структури, наречени дендрити, които могат да пробият части от батерията, защото предизвикват късо съединение.

В резултат на това тези батерии издържат само до десетки цикъла.

Електролитът дибутилов етер, разработен от екипа на UC-San Diego, решава тези проблеми дори при екстремни температури.

Батериите, които те тестваха, имаха много по-дълъг цикъл на живот от типичната литиево-серна батерия.

„Ако искате батерия с висока енергийна плътност, обикновено трябва да използвате много сурова, сложна химия“, каза Чен.

„Високата енергия означава, че се случват повече реакции, което означава по-малко стабилност, повече деградация.

„Създаването на високоенергийна батерия, която е стабилна, само по себе си е трудна задача – опитът да се направи това в широк температурен диапазон е още по-голямо предизвикателство.

„Нашият електролит спомага за подобряване както на катодната, така и на анодната страна, като същевременно осигурява висока проводимост и стабилност на повърхността.“

Екипът също така проектира серния катод, за да бъде по-стабилен, като го присади към полимер.Това предотвратява разтварянето на повече сяра в електролита.

Следващите стъпки включват увеличаване на химическия състав на батерията, така че да работи при още по-високи температури и допълнително да удължи живота на цикъла.