Нов видбатерия за електрически превозни средствамогат да оцелеят по-дълго при екстремни високи и ниски температури, според скорошно проучване.

Учените казват, че батериите биха позволили на електрическите превозни средства да пътуват по-далеч с едно зареждане при ниски температури – и биха били по-малко склонни към прегряване в горещ климат.

Това би довело до по-рядко зареждане на шофьорите на електрически превозни средства, както и би дало...батериипо-дълъг живот.

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

„Необходима е работа при високи температури в райони, където температурата на околната среда може да достигне трицифрени стойности, а пътищата стават още по-горещи“, каза старшият автор професор Джън Чен от Калифорнийския университет в Сан Диего.

„В електрическите превозни средства батериите обикновено са под пода, близо до тези горещи пътища. Освен това батериите се затоплят само от протичането на ток по време на работа.“

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

В статия, публикувана в понеделник в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences, изследователите описват как при тестове батериите са запазили 87,5% и 115,9% от енергийния си капацитет съответно при -40°C (-104°F) и 50°C (122°F).

Те също така имаха висока кулоновска ефективност от съответно 98,2% и 98,7%, 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 например фармацевтични продукти и пестициди.

Дибутиловият етер помага, защото молекулите му не взаимодействат лесно с литиевите йони, докато батерията работи, и подобрява производителността ѝ при температури под нулата.

Освен това, дибутиловият етер може лесно да издържи на топлината при точката си на кипене от 141 градуса по Целзий (285,8 градуса 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-серна батерия, която е презареждаема и има анод, изработен от литий, и катод, изработен от сяра.

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

Литиево-серните батерии са значителна следваща стъпка в развитието на батериите за електрически превозни средства, защото могат да съхраняват до два пъти повече енергия на килограм от сегашните литиево-йонни батерии.

Това би могло да удвои пробега на електрическите превозни средства, без да се увеличава теглото им.батерияопаковайте, като същевременно поддържате ниски разходи.

Сярата е също по-изобилна и причинява по-малко екологични и човешки страдания на източника, отколкото кобалтът, 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, тъй като тя може да предизвика късо съединение.

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

Дибутиловият етер електролит, разработен от екипа на Калифорнийския университет в Сан Диего, отстранява тези проблеми, дори при екстремни температури.

Тестваните от тях батерии имаха много по-дълъг живот на цикли от типичната литиево-серна батерия.

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

„Високата енергия означава, че протичат повече реакции, което означава по-малка стабилност, повече разграждане.“

„Създаването на високоенергийна, 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 помага за подобряване както на катодната, така и на анодната страна, като същевременно осигурява висока проводимост и междуфазова стабилност.“

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

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