Jauna veidaakumulators elektriskajiem transportlīdzekļiemvar ilgāk izdzīvot ārkārtīgi karstā un aukstā temperatūrā, liecina nesen veikts pētījums.

Zinātnieki apgalvo, ka akumulatori ļautu elektrotransportlīdzekļiem nobraukt lielāku attālumu ar vienu uzlādi aukstā temperatūrā, un karstā klimatā tie būtu mazāk pakļauti pārkaršanai.

Tas nodrošinātu retāku uzlādi elektroautovadītājiem, kā arī sniegtubaterijasilgāku mūžu.

Amerikāņu pētnieku komanda radīja jaunu vielu, kas ir ķīmiski izturīgāka pret ekstremālām temperatūrām un tiek pievienota augstas enerģijas litija baterijām.

"Vietās, kur apkārtējās vides temperatūra var sasniegt trīsciparu skaitli un ceļi kļūst vēl karstāki, ir nepieciešama darbība augstā temperatūrā," sacīja vecākais autors profesors Džens Čens no Kalifornijas Universitātes Sandjego.

“Elektriskajos transportlīdzekļos akumulatoru bloki parasti atrodas zem grīdas, netālu no šiem karstajiem ceļiem. Turklāt akumulatori sasilst tikai no strāvas padeves darbības laikā.”

"Ja baterijas nevar izturēt šo uzsilšanu augstā temperatūrā, to veiktspēja ātri pasliktināsies."

Pirmdien žurnālā "Proceedings of the National Academy of Sciences" publicētā rakstā pētnieki apraksta, kā testos baterijas saglabāja 87,5% un 115,9% no savas enerģijas ietilpības attiecīgi -40 Celsija (-104 Fārenheita) un 50 Celsija (122 Fārenheita) temperatūrā.

Tiem bija arī augsta kulona efektivitāte — attiecīgi 98,2% un 98,7%, kas nozīmē, ka akumulatori var veikt vairāk uzlādes ciklu, pirms tie pārstāj darboties.

Tas ir saistīts ar elektrolītu, kas ir izgatavots no litija sāls un dibutilētera — bezkrāsaina šķidruma, ko izmanto dažās ražošanas nozarēs, piemēram, farmācijā un pesticīdos.

Dibutilēteris ir noderīgs, jo tā molekulas akumulatora darbības laikā viegli nesadarbojas ar litija joniem un uzlabo tā veiktspēju temperatūrā zem nulles.

Turklāt dibutilēteris var viegli izturēt karstumu tā viršanas temperatūrā 141 Celsija (285,8 Fārenheita), kas nozīmē, ka tas augstā temperatūrā saglabājas šķidrs.

Šo elektrolītu tik īpašu padara tas, ka to var izmantot ar litija-sēra akumulatoru, kas ir uzlādējams un kura anods ir izgatavots no litija, bet katods - no sēra.

Anodi un katodi ir akumulatora daļas, caur kurām plūst elektriskā strāva.

Litija-sēra akumulatori ir nozīmīgs nākamais solis elektrotransportlīdzekļu akumulatoru jomā, jo tie var uzglabāt līdz pat divām reizēm vairāk enerģijas uz kilogramu nekā pašreizējie litija jonu akumulatori.

Tas varētu divkāršot elektrotransportlīdzekļu nobraukumu, nepalielinot to svaru.akumulatorsiesaiņojiet, vienlaikus samazinot izmaksas.

Sērs ir arī bagātīgāks un rada mazāk vides un cilvēku ciešanu avotam nekā kobalts, ko izmanto tradicionālajos litija jonu akumulatoru katodos.

Parasti litija-sēra akumulatoriem ir problēma – sēra katodi ir tik reaģējoši, ka tie izšķīst, akumulatoram darbojoties, un tas pasliktinās augstākā temperatūrā.

Un litija metāla anodi var veidot adatai līdzīgas struktūras, ko sauc par dendritiem, kas var caurdurt akumulatora daļas, jo tas var radīt īssavienojumu.

Tā rezultātā šīs baterijas darbojas tikai līdz desmitiem ciklu.

UC-San Diego komandas izstrādātais dibutilētera elektrolīts novērš šīs problēmas pat ekstremālās temperatūrās.

Testētajām baterijām bija daudz ilgāks cikla laiks nekā tipiskām litija-sēra baterijām.

"Ja vēlaties akumulatoru ar augstu enerģijas blīvumu, parasti ir jāizmanto ļoti skarba, sarežģīta ķīmija," sacīja Čens.

"Augsta enerģija nozīmē, ka notiek vairāk reakciju, kas nozīmē mazāku stabilitāti, lielāku degradāciju."

“Izgatavot stabilu augstas enerģijas akumulatoru pats par sevi ir sarežģīts uzdevums — mēģināt to izdarīt plašā temperatūras diapazonā ir vēl sarežģītāk.”

"Mūsu elektrolīts palīdz uzlabot gan katoda, gan anoda pusi, vienlaikus nodrošinot augstu vadītspēju un starpfāžu stabilitāti."

Komanda arī izstrādāja sēra katodu, lai tas būtu stabilāks, to savienojot ar polimēru. Tas novērš lielāku sēra daudzumu, kas izšķīst elektrolītā.

Nākamie soļi ietver akumulatora ķīmiskā sastāva palielināšanu, lai tas darbotos vēl augstākā temperatūrā un vēl vairāk pagarinātu cikla kalpošanas laiku.