Новы тыпакумулятар для электрамабіляўможа даўжэй выжываць пры экстрэмальна гарачых і нізкіх тэмпературах, паводле нядаўняга даследавання.

Навукоўцы кажуць, што акумулятары дазволяць электрамабілям ехаць далей на адной зарадцы пры нізкіх тэмпературах - і яны будуць менш схільныя да перагрэву ў гарачым клімаце.

Гэта прывядзе да менш частай зарадкі для кіроўцаў электрамабіляў, а таксама дасцьакумулятарыбольш доўгае жыццё.

Амерыканская даследчая група стварыла новае рэчыва, якое хімічна больш устойлівае да экстрэмальных тэмператур і дадаецца ў літыевыя батарэі з высокай энергіяй.

«Вам патрэбна праца пры высокай тэмпературы ў раёнах, дзе тэмпература навакольнага асяроддзя можа дасягаць трохзначных лічбаў, а дарогі становяцца яшчэ больш гарачымі», — сказаў старэйшы аўтар, прафесар Чжэн Чэнь з Універсітэта Каліфорніі ў Сан-Дыега.

«У электрамабілях батарэйныя блокі звычайна знаходзяцца пад падлогай, побач з гэтымі гарачымі дарогамі.Акрамя таго, акумулятары награваюцца толькі ад праходжання току падчас працы.

«Калі батарэі не вытрымліваюць гэтага разагрэву пры высокай тэмпературы, іх прадукцыйнасць хутка пагоршыцца».

У артыкуле, апублікаваным у панядзелак у часопісе Proceedings of the National Academy of Sciences, даследчыкі апісваюць, як падчас тэстаў батарэі захоўвалі 87,5 працэнта і 115,9 працэнта сваёй энергаёмістасці пры -40 па Цэльсіі (-104 па Фарэнгейце) і 50 па Цэльсію (122 па Фарэнгейце ) адпаведна.

Яны таксама мелі высокую кулонаўскую эфектыўнасць 98,2 працэнта і 98,7 працэнта адпаведна, што азначае, што батарэі могуць прайсці больш цыклаў зарадкі, перш чым перастануць працаваць.

Гэта звязана з электралітам, які складаецца з солі літыя і дыбутылавага эфіру, бясколернай вадкасці, якая выкарыстоўваецца ў некаторых відах вытворчасці, такіх як фармацэўтыка і пестыцыды.

Дыбутылавы эфір дапамагае, таму што яго малекулы няпроста гуляюць з іёнамі літыя падчас працы акумулятара і паляпшаюць яго прадукцыйнасць пры мінусовых тэмпературах.

Акрамя таго, дыбутылавы эфір лёгка вытрымлівае тэмпературу пры тэмпературы кіпення 141 па Цэльсіі (285,8 па Фарэнгейце), што азначае, што ён застаецца вадкім пры высокіх тэмпературах.

Што робіць гэты электраліт такім асаблівым, так гэта тое, што яго можна выкарыстоўваць з літый-сернай батарэяй, якая перазараджаецца і мае анод з літыя і катод з серы.

Аноды і катоды - гэта часткі батарэі, праз якія праходзіць электрычны ток.

Літый-серныя акумулятары з'яўляюцца важным наступным крокам у вытворчасці электрамабіляў, таму што яны могуць захоўваць у два разы больш энергіі на кілаграм, чым цяперашнія літый-іённыя акумулятары.

Гэта можа падвоіць запас ходу электрамабіляў без павелічэння вагіакумулятарспакаваць, захоўваючы нізкія выдаткі.

Сера таксама больш багатая і прычыняе крыніцы менш экалагічных і чалавечых пакут, чым кобальт, які выкарыстоўваецца ў традыцыйных катодах літый-іённых батарэй.

Як правіла, ёсць праблема з літый-сернымі батарэямі - серныя катоды настолькі рэактыўныя, што раствараюцца, калі батарэя працуе, і гэта пагаршаецца пры больш высокіх тэмпературах.

А аноды з металічнага літыя могуць утвараць ігольчастыя структуры, званыя дендрытамі, якія могуць пратыкаць часткі батарэі, калі адбываецца кароткае замыканне.

У выніку гэтыя батарэі служаць толькі да дзясяткаў цыклаў.

Дыбутылавы эфірны электраліт, распрацаваны камандай Каліфарнійскага універсітэта ў Сан-Дыега, вырашае гэтыя праблемы нават пры экстрэмальных тэмпературах.

Батарэі, якія яны пратэставалі, мелі значна больш працяглы тэрмін службы, чым звычайная літый-серная батарэя.

«Калі вы хочаце акумулятар з высокай шчыльнасцю энергіі, вам звычайна трэба выкарыстоўваць вельмі жорсткую і складаную хімію», — сказаў Чэнь.

«Высокая энергія азначае, што адбываецца больш рэакцый, што азначае меншую стабільнасць і большую дэградацыю.

«Стварэнне стабільнай батарэі з высокім узроўнем энергіі само па сабе з'яўляецца складанай задачай - спроба зрабіць гэта ў шырокім дыяпазоне тэмператур яшчэ больш складаная.

«Наш электраліт дапамагае палепшыць як бок катода, так і бок анода, забяспечваючы пры гэтым высокую праводнасць і стабільнасць паверхні».

Каманда таксама распрацавала серны катод, каб быць больш стабільным, прывіўшы яго да палімера.Гэта прадухіляе растварэнне большай колькасці серы ў электраліце.

Наступныя крокі ўключаюць павелічэнне хімічнага складу батарэі, каб яна працавала пры яшчэ больш высокіх тэмпературах і яшчэ больш падоўжыла тэрмін службы батарэі.