نوع جدیدی ازباتری برای وسایل نقلیه الکتریکیبر اساس مطالعه اخیر، می تواند در دماهای بسیار گرم و سرد بیشتر زنده بماند.

دانشمندان می گویند باتری ها به خودروهای برقی اجازه می دهند با یک بار شارژ در دماهای سرد مسافت بیشتری را طی کنند و در آب و هوای گرم کمتر مستعد گرم شدن بیش از حد خواهند بود.

این منجر به شارژ کمتر درایورهای EV و همچنین باعث می شودباتری هازندگی طولانی تر

تیم تحقیقاتی آمریکایی ماده جدیدی تولید کردند که از نظر شیمیایی در برابر دماهای شدید مقاوم‌تر است و به باتری‌های لیتیومی با انرژی بالا اضافه می‌شود.

پروفسور ژنگ چن، نویسنده ارشد از دانشگاه کالیفرنیا-سن دیگو، گفت: «شما به عملیات با دمای بالا در مناطقی نیاز دارید که دمای محیط می تواند به سه رقم برسد و جاده ها حتی داغ تر می شوند.

در خودروهای الکتریکی، بسته‌های باتری معمولاً در زیر زمین، نزدیک به این جاده‌های داغ قرار دارند.همچنین، باتری‌ها فقط به دلیل عبور جریان در حین کار گرم می‌شوند.

"اگر باتری ها نتوانند این گرم شدن را در دمای بالا تحمل کنند، عملکرد آنها به سرعت کاهش می یابد."

در مقاله ای که روز دوشنبه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، محققان توضیح می دهند که چگونه در آزمایشات، باتری ها 87.5 درصد و 115.9 درصد ظرفیت انرژی خود را در دمای -40 سانتیگراد (-104 فارنهایت) و 50 درجه سانتیگراد (122 فارنهایت) حفظ کردند. ) به ترتیب.

آنها همچنین دارای راندمان Coulombic بالا به ترتیب 98.2 درصد و 98.7 درصد بودند، به این معنی که باتری ها می توانند قبل از توقف کار، چرخه های شارژ بیشتری را پشت سر بگذارند.

این به دلیل الکترولیت است که از نمک لیتیوم و دی بوتیل اتر ساخته شده است، مایعی بی رنگ که در برخی از تولیدات مانند داروها و آفت کش ها استفاده می شود.

دی‌بوتیل اتر کمک می‌کند زیرا مولکول‌های آن به راحتی با یون‌های لیتیوم بازی نمی‌کنند و عملکرد باتری را در دماهای زیر صفر بهبود می‌بخشد.

به علاوه، دی‌بوتیل اتر به راحتی می‌تواند حرارت را در نقطه جوش ۱۴۱ سانتی‌گراد (۲۸۵.۸ فارنهایت) تحمل کند، به این معنی که در دماهای بالا مایع باقی می‌ماند.

چیزی که این الکترولیت را بسیار خاص می کند این است که می توان از آن با یک باتری لیتیوم سولفور استفاده کرد که قابل شارژ است و دارای آند ساخته شده از لیتیوم و کاتد ساخته شده از گوگرد است.

آندها و کاتدها قسمت هایی از باتری هستند که جریان الکتریکی از آنها عبور می کند.

باتری‌های لیتیوم-گوگرد گام بعدی قابل توجهی در باتری‌های EV هستند زیرا می‌توانند تا دو برابر بیشتر از باتری‌های لیتیوم یون فعلی در هر کیلوگرم انرژی ذخیره کنند.

این می تواند بدون افزایش وزن، برد خودروهای الکتریکی را دو برابر کندباتریبسته بندی کنید و هزینه ها را پایین نگه دارید.

گوگرد همچنین فراوان‌تر است و در مقایسه با کبالت که در کاتدهای باتری‌های لیتیوم یونی سنتی استفاده می‌شود، آسیب‌های محیطی و انسانی کمتری به منبع آن وارد می‌کند.

به طور معمول، باتری‌های لیتیوم-گوگرد مشکلی دارند - کاتدهای گوگرد به قدری واکنش‌پذیر هستند که وقتی باتری کار می‌کند حل می‌شوند و در دماهای بالاتر بدتر می‌شود.

و آندهای فلزی لیتیوم می توانند ساختارهای سوزنی مانندی به نام دندریت ایجاد کنند که می توانند قسمت هایی از باتری را به دلیل اتصال کوتاه سوراخ کنند.

در نتیجه، این باتری ها تنها تا ده ها چرخه دوام می آورند.

الکترولیت دی بوتیل اتر که توسط تیم UC-San Diego ساخته شده است، این مشکلات را حتی در دماهای شدید برطرف می کند.

باتری‌هایی که آنها آزمایش کردند نسبت به باتری‌های لیتیوم گوگردی معمولی عمر دوچرخه‌سواری طولانی‌تری داشتند.

چن گفت: «اگر باتری با چگالی انرژی بالا می‌خواهید، معمولاً باید از شیمی بسیار سخت و پیچیده استفاده کنید.

"انرژی بالا به معنای واکنش های بیشتر است که به معنای ثبات کمتر، تخریب بیشتر است.

«ساخت باتری با انرژی بالا که پایدار باشد به خودی خود کار دشواری است – تلاش برای انجام این کار از طریق محدوده دمایی گسترده‌تر، چالش‌برانگیزتر است.

الکترولیت ما به بهبود هر دو سمت کاتد و آند کمک می کند و در عین حال رسانایی بالا و پایداری سطحی را فراهم می کند.

این تیم همچنین کاتد گوگرد را طوری مهندسی کردند که با پیوند زدن آن به پلیمر، پایدارتر باشد.این از حل شدن بیشتر گوگرد در الکترولیت جلوگیری می کند.

مراحل بعدی شامل افزایش مقیاس شیمیایی باتری است تا در دماهای بالاتر کار کند و عمر چرخه را بیشتر افزایش دهد.