ახალი ტიპისბატარეა ელექტრო მანქანებისთვისბოლო გამოკვლევის თანახმად, შეუძლია უფრო დიდხანს იცხოვროს ექსტრემალურ ცხელ და ცივ ტემპერატურაზე.

მეცნიერები ამბობენ, რომ ბატარეები ელექტრომობილებს საშუალებას მისცემს, ერთი დატენვით უფრო შორს იმოგზაურონ ცივ ტემპერატურაზე - და ისინი ნაკლებად მიდრეკილნი იქნებიან გადახურებისკენ ცხელ კლიმატში.

ეს გამოიწვევს ელექტრომობილების მძღოლების ნაკლებად ხშირი დამუხტვას და ასევებატარეებიუფრო გრძელი სიცოცხლე.

ამერიკულმა კვლევითმა ჯგუფმა შექმნა ახალი ნივთიერება, რომელიც ქიმიურად უფრო მდგრადია ექსტრემალურ ტემპერატურაზე და ემატება მაღალი ენერგიის ლითიუმის ბატარეებს.

„თქვენ გჭირდებათ მაღალტემპერატურულ მუშაობას ისეთ ადგილებში, სადაც გარემოს ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს სამნიშნა ციფრს და გზები კიდევ უფრო ცხელდება“, - თქვა უფროსმა ავტორმა პროფესორმა ჟენგ ჩენმა კალიფორნიის-სან დიეგოს უნივერსიტეტიდან.

„ელექტრო მანქანებში ბატარეები, როგორც წესი, იატაკის ქვეშაა, ამ ცხელ გზებთან ახლოს.ასევე, ბატარეები თბება მხოლოდ ექსპლუატაციის დროს დენის გადინების გამო.

”თუ ბატარეები ვერ იტანენ ამ დათბობას მაღალ ტემპერატურაზე, მათი მოქმედება სწრაფად დაქვეითდება.”

ორშაბათს გამოქვეყნებულ ნაშრომში, რომელიც გამოქვეყნდა ჟურნალში Proceedings of the National Academy of Sciences, მკვლევარები აღწერენ, თუ როგორ ინარჩუნებდნენ ტესტებში ბატარეებს ენერგიის ტევადობის 87,5 პროცენტი და 115,9 პროცენტი -40 ცელსიუსზე (–104 ფარენჰეიტი) და 50 ცელსიუსზე (122 ფარენჰეიტი). ) შესაბამისად.

მათ ასევე ჰქონდათ მაღალი კულუმბიური ეფექტურობა, შესაბამისად, 98.2 პროცენტი და 98.7 პროცენტი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ბატარეებს შეუძლიათ მეტი დატენვის ციკლის გავლა, სანამ ისინი შეწყვეტენ მუშაობას.

ეს გამოწვეულია ელექტროლიტის გამო, რომელიც მზადდება ლითიუმის მარილისა და დიბუტილ ეთერისგან, უფერო სითხისგან, რომელიც გამოიყენება ზოგიერთ წარმოებაში, როგორიცაა ფარმაცევტული და პესტიციდები.

დიბუტილის ეთერი ეხმარება, რადგან მისი მოლეკულები არ თამაშობენ ბურთულებს ლითიუმის იონებთან, რადგან ბატარეა მუშაობს და აუმჯობესებს მის მუშაობას ნულამდე ტემპერატურაზე.

გარდა ამისა, დიბუტილ ეთერს ადვილად შეუძლია გაუძლოს სიცხეს 141 ცელსიუსზე (285,8 ფარენჰეიტი) დუღილის ტემპერატურაზე, რაც ნიშნავს რომ ის რჩება თხევად მაღალ ტემპერატურაზე.

რაც ამ ელექტროლიტს განსაკუთრებულს ხდის არის ის, რომ მისი გამოყენება შესაძლებელია ლითიუმ-გოგირდის ბატარეით, რომელიც დატენვისუნარიანია და აქვს ლითიუმისგან დამზადებული ანოდი და გოგირდისგან დამზადებული კათოდი.

ანოდები და კათოდები არის ბატარეის ნაწილები, რომლებშიც გადის ელექტრული დენი.

ლითიუმ-გოგირდის ბატარეები მნიშვნელოვანი შემდეგი ნაბიჯია EV ბატარეებში, რადგან მათ შეუძლიათ შეინახონ ორჯერ მეტი ენერგია თითო კილოგრამზე, ვიდრე ამჟამინდელი ლითიუმ-იონური ბატარეები.

ამან შეიძლება გააორმაგოს ელექტრომობილების დიაპაზონი წონის გაზრდის გარეშებატარეაშეფუთვა ხარჯების შემცირებისას.

გოგირდი ასევე უფრო უხვია და იწვევს ნაკლებ გარემოს და ადამიანურ ტანჯვას წყაროს, ვიდრე კობალტი, რომელიც გამოიყენება ტრადიციული ლითიუმ-იონური ბატარეის კათოდებში.

როგორც წესი, პრობლემაა ლითიუმ-გოგირდის ბატარეებთან დაკავშირებით - გოგირდის კათოდები იმდენად რეაქტიულია, რომ იხსნება ბატარეის მუშაობისას და ეს უარესდება მაღალ ტემპერატურაზე.

ხოლო ლითიუმის ლითონის ანოდებს შეუძლიათ შექმნან ნემსისმაგვარი სტრუქტურები, სახელწოდებით დენდრიტები, რომლებსაც შეუძლიათ ბატარეის ნაწილების გახვრეტა, რადგან ის მოკლე ჩართვა ხდება.

შედეგად, ეს ბატარეები მხოლოდ ათეულ ციკლს ძლებს.

UC-San Diego გუნდის მიერ შემუშავებული დიბუტილ ეთერის ელექტროლიტი აგვარებს ამ პრობლემებს ექსტრემალურ ტემპერატურაზეც კი.

ბატარეებს, რომლებიც მათ გამოსცადეს, ველოსიპედით ბევრად უფრო გრძელი იყო, ვიდრე ტიპიური ლითიუმ-გოგირდის ბატარეა.

”თუ გსურთ ბატარეა მაღალი ენერგიის სიმკვრივით, თქვენ ჩვეულებრივ უნდა გამოიყენოთ ძალიან მკაცრი, რთული ქიმია”, - თქვა ჩენმა.

”მაღალი ენერგია ნიშნავს, რომ მეტი რეაქცია ხდება, რაც ნიშნავს ნაკლებ სტაბილურობას, მეტ დეგრადაციას.

”მაღალი ენერგიის ბატარეის დამზადება, რომელიც სტაბილურია, თავისთავად რთული ამოცანაა – ამის მცდელობა ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში კიდევ უფრო რთულია.

„ჩვენი ელექტროლიტი ხელს უწყობს როგორც კათოდური მხარის, ასევე ანოდის გვერდის გაუმჯობესებას, ამასთან უზრუნველყოფს მაღალ გამტარობას და ინტერფეისის სტაბილურობას“.

გუნდმა ასევე დააპროექტა გოგირდის კათოდი, რათა უფრო სტაბილური ყოფილიყო მისი პოლიმერზე გადანერგვით.ეს ხელს უშლის მეტი გოგირდის ელექტროლიტში დაშლას.

შემდეგი ნაბიჯები მოიცავს ბატარეის ქიმიის გაზრდას ისე, რომ ის მუშაობდეს კიდევ უფრო მაღალ ტემპერატურაზე და კიდევ უფრო გაახანგრძლივებს ციკლის სიცოცხლეს.