Egy új típusúakkumulátor elektromos járművekhezEgy friss tanulmány szerint tovább élhet szélsőséges meleg és hideg hőmérsékleten.

A tudósok szerint az akkumulátorok lehetővé tennék, hogy az elektromos járművek egyetlen feltöltéssel messzebbre utazzanak hideg hőmérsékleten – és kevésbé lennének kitéve a túlmelegedésnek meleg éghajlaton.

Ez ritkább töltést eredményezne az elektromos járművezetők számára, valamint megadná aakkumulátorokhosszabb életet.

Az amerikai kutatócsoport olyan új anyagot hozott létre, amely kémiailag jobban ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek, és amelyet a nagy energiájú lítium akkumulátorokhoz adnak.

"Magas hőmérsékletű működésre van szükség azokon a területeken, ahol a környezeti hőmérséklet elérheti a három számjegyet, és az utak még melegebbek lesznek" - mondta Zheng Chen, a Kaliforniai Egyetem professzora.

„Az elektromos járművekben az akkumulátorcsomagok jellemzően a padló alatt vannak, közel ezekhez a forró utakhoz.Ezenkívül az akkumulátorok felmelegednek attól, hogy működés közben átfolyik az áram.

"Ha az akkumulátorok nem viselik el ezt a magas hőmérsékleten történő felmelegedést, teljesítményük gyorsan romlik."

A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban hétfőn megjelent cikkben a kutatók leírják, hogy a tesztek során az akkumulátorok energiakapacitásuk 87,5 százalékát és 115,9 százalékát –40 Celsius (-104 Fahrenheit) és 50 Celsius (122 Fahrenheit) hőmérsékleten tartották. ) ill.

Magas, 98,2 százalékos, illetve 98,7 százalékos coulombos hatásfokkal is rendelkeztek, ami azt jelenti, hogy az akkumulátorok több töltési cikluson mennek keresztül, mielőtt leállnának.

Ez egy lítium-sóból és dibutil-éterből álló elektrolitnak köszönhető, amely színtelen folyadék, amelyet egyes gyártásban, például gyógyszerekben és növényvédő szerekben használnak.

A dibutil-éter segít, mert molekulái nem játszanak könnyen labdát a lítium-ionokkal az akkumulátor működése közben, és javítja a teljesítményét mínuszban.

Ráadásul a dibutil-éter könnyen elviseli a hőt a 141 Celsius-fok (285,8 Fahrenheit) forráspontján, ami azt jelenti, hogy magas hőmérsékleten is folyékony marad.

Ezt az elektrolitot az teszi különlegessé, hogy lítium-kén akkumulátorral hasznosítható, amely újratölthető, lítium anódja és kén katódja van.

Az anódok és a katódok az akkumulátor azon részei, amelyeken az elektromos áram áthalad.

A lítium-kén akkumulátorok jelentős lépést jelentenek az elektromos járművek akkumulátoraiban, mivel kilogrammonként akár kétszer több energiát képesek tárolni, mint a jelenlegi lítium-ion akkumulátorok.

Ez megkétszerezheti az elektromos járművek hatótávolságát anélkül, hogy növelné a súlyátakkumulátorcsomagoljon, miközben csökkenti a költségeket.

A kén is bőségesebb, és kevesebb környezeti és emberi szenvedést okoz a forrásnak, mint a hagyományos lítium-ion akkumulátorkatódokban használt kobalt.

Általában a lítium-kén akkumulátorokkal van probléma – a kénkatódok annyira reaktívak, hogy az akkumulátor működése közben feloldódnak, és ez magasabb hőmérsékleten rosszabbodik.

A lítium-fém anódok pedig tűszerű struktúrákat, úgynevezett dendriteket képezhetnek, amelyek rövidzárlat miatt átszúrhatják az akkumulátor egyes részeit.

Ennek eredményeként ezek az akkumulátorok csak több tíz ciklust bírnak ki.

Az UC-San Diego csapata által kifejlesztett dibutil-éter elektrolit még szélsőséges hőmérsékleten is megoldja ezeket a problémákat.

Az általuk tesztelt akkumulátorok sokkal hosszabb élettartamúak voltak, mint egy tipikus lítium-kén akkumulátor.

"Ha nagy energiasűrűségű akkumulátort szeretne, akkor általában nagyon kemény, bonyolult kémiát kell alkalmaznia" - mondta Chen.

„A nagy energia azt jelenti, hogy több reakció megy végbe, ami kevesebb stabilitást, több lebomlást jelent.

„Egy stabil, nagy energiájú akkumulátor készítése maga is nehéz feladat – ennek széles hőmérsékleti tartományban való megkísérlése még nagyobb kihívás.

"Az elektrolitunk segít a katódoldal és az anódoldal javításában, miközben nagy vezetőképességet és határfelületi stabilitást biztosít."

A csapat a kénkatódot is stabilabbá alakította, polimerre ojtva.Ez megakadályozza, hogy több kén oldódjon fel az elektrolitban.

A következő lépések közé tartozik az akkumulátor kémiájának növelése, hogy az még magasabb hőmérsékleten működjön, és tovább növelje a ciklus élettartamát.