Uut tüüpiaku elektrisõidukitelehiljutise uuringu kohaselt suudab see äärmuslike kuumade ja külmade temperatuuride korral kauem vastu pidada.

Teadlased väidavad, et akud võimaldaksid elektrisõidukitel külmades temperatuurides ühe laadimisega kaugemale sõita – ja kuumas kliimas on need vähem altid ülekuumenemisele.

See tooks kaasa elektrisõidukite juhtide harvema laadimise ja andmapatareidpikem eluiga.

Ameerika uurimisrühm lõi uue aine, mis on keemiliselt vastupidavam äärmuslikele temperatuuridele ja mida lisatakse suure energiatarbega liitiumakudesse.

"Te vajate kõrgel temperatuuril töötamist piirkondades, kus ümbritseva õhu temperatuur võib ulatuda kolmekohalise numbrini ja teed lähevad veelgi kuumemaks," ütles vanemautor professor Zheng Chen California-San Diego ülikoolist.

„Elektrisõidukitel on akud tavaliselt põranda all, nende kuumade teede lähedal.Samuti soojenevad akud töötamise ajal läbiva voolu tõttu.

"Kui akud ei talu seda kõrgel temperatuuril soojenemist, halveneb nende jõudlus kiiresti."

Esmaspäeval ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences avaldatud artiklis kirjeldavad teadlased, kuidas akud hoidsid katsete käigus 87,5 protsenti ja 115,9 protsenti oma energiamahust –40 Celsiuse (–104 Fahrenheiti) ja 50 C (122 Fahrenheiti) juures. ) vastavalt.

Neil oli ka kõrge kuloniline kasutegur, vastavalt 98,2 protsenti ja 98,7 protsenti, mis tähendab, et akud võivad enne töötamise lõpetamist läbida rohkem laadimistsükleid.

Selle põhjuseks on elektrolüüt, mis on valmistatud liitiumisoolast ja dibutüüleetrist, värvitust vedelikust, mida kasutatakse mõnes tootmises, näiteks ravimites ja pestitsiidides.

Dibutüüleeter aitab, sest selle molekulid ei mängi aku töötamise ajal kergesti liitiumioonidega palli ja parandab selle jõudlust miinustemperatuuridel.

Lisaks talub dibutüüleeter kergesti kuumust keemistemperatuuril 141 Celsiuse järgi (285,8 Fahrenheiti järgi), mis tähendab, et see jääb kõrgel temperatuuril vedelaks.

Selle elektrolüüdi teeb eriliseks see, et seda saab kasutada liitium-väävelakuga, mis on taaslaetav ja millel on liitiumi anood ja väävlist katood.

Anoodid ja katoodid on aku osad, mida läbib elektrivool.

Liitium-väävelakud on elektrisõidukite akude jaoks oluline järgmine samm, kuna need suudavad salvestada kuni kaks korda rohkem energiat kilogrammi kohta kui praegused liitiumioonakud.

See võib kahekordistada EV-de valikut, suurendamata nende kaaluakupakkida, hoides samal ajal kulud madalad.

Väävlit on ka rikkalikum ja see põhjustab allikale vähem keskkonna- ja inimkannatusi kui koobalt, mida kasutatakse traditsioonilistes liitiumioonakude katoodides.

Tavaliselt on probleem liitium-väävelakudega – väävelkatoodid on nii reaktiivsed, et aku töötamisel lahustuvad ja see halveneb kõrgematel temperatuuridel.

Ja liitiummetalli anoodid võivad moodustada nõelalaadseid struktuure, mida nimetatakse dendriitideks, mis võivad aku osi läbi torgata, kuna tekib lühis.

Seetõttu peavad need akud vastu vaid kümneid tsükleid.

UC-San Diego meeskonna poolt välja töötatud dibutüüleetri elektrolüüt lahendab need probleemid isegi äärmuslikel temperatuuridel.

Nende testitud akude eluiga oli palju pikem kui tavalisel liitium-väävelakul.

"Kui soovite suure energiatihedusega akut, peate tavaliselt kasutama väga karmi ja keerulist keemiat, " ütles Chen.

"Suur energia tähendab, et toimub rohkem reaktsioone, mis tähendab vähem stabiilsust, rohkem lagunemist.

„Stabiilse suure energiatarbega aku valmistamine on iseenesest keeruline ülesanne – seda läbi laias temperatuurivahemikus teha on veelgi keerulisem.

"Meie elektrolüüt aitab parandada nii katoodi- kui ka anoodipoolt, tagades samal ajal kõrge juhtivuse ja liidese stabiilsuse."

Meeskond kujundas ka väävelkatoodi stabiilsemaks, pookides selle polümeerile.See hoiab ära suurema väävli lahustumise elektrolüüti.

Järgmised sammud hõlmavad aku keemilise koostise suurendamist, et see töötaks veelgi kõrgematel temperatuuridel ja pikendaks veelgi tsükli eluiga.