Yeni bir türelektrikli araçlar için pilYakın zamanda yapılan bir araştırmaya göre, aşırı sıcak ve soğuk sıcaklıklarda daha uzun süre hayatta kalabiliyorlar.

Bilim insanları, bu bataryaların elektrikli araçların soğuk havalarda tek şarjla daha uzun mesafeler kat etmelerini sağlayacağını ve sıcak iklimlerde aşırı ısınmaya daha az eğilimli olacaklarını söylüyor.

Bu durum, elektrikli araç sürücüleri için daha az sıklıkla şarj etme ihtiyacı doğuracak ve aynı zamanda...pillerDaha uzun bir ömür.

Amerikalı araştırma ekibi, aşırı sıcaklıklara kimyasal olarak daha dayanıklı ve yüksek enerjili lityum pillere eklenebilen yeni bir madde geliştirdi.

Kaliforniya Üniversitesi-San Diego'dan kıdemli yazar Profesör Zheng Chen, "Ortam sıcaklığının üç haneli rakamlara ulaşabildiği ve yolların daha da ısındığı bölgelerde yüksek sıcaklıkta çalışmaya ihtiyaç duyuluyor" dedi.

“Elektrikli araçlarda batarya paketleri genellikle zeminin altında, bu sıcak yollara yakın konumdadır. Ayrıca, bataryalar çalışma sırasında akım geçişinden dolayı ısınır.”

"Eğer bataryalar bu yüksek sıcaklıktaki ısınmaya dayanamazsa, performansları hızla düşecektir."

Pazartesi günü Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlanan bir makalede, araştırmacılar testlerde pillerin -40 Santigrat derece (-104 Fahrenheit) ve 50 Santigrat derece (122 Fahrenheit) sıcaklıklarda enerji kapasitelerinin sırasıyla yüzde 87,5 ve yüzde 115,9'unu koruduğunu açıklıyor.

Ayrıca sırasıyla %98,2 ve %98,7 gibi yüksek Coulomb verimliliğine sahiplerdi; bu da pillerin çalışmayı durdurmadan önce daha fazla şarj döngüsünden geçebileceği anlamına geliyor.

Bu durum, lityum tuzu ve dibütil eterden oluşan bir elektrolitten kaynaklanmaktadır; dibütil eter, ilaç ve zirai ilaç gibi bazı üretim süreçlerinde kullanılan renksiz bir sıvıdır.

Dibütil eter, moleküllerinin pil çalışırken lityum iyonlarıyla kolayca etkileşime girmemesi ve sıfırın altındaki sıcaklıklarda performansını artırması nedeniyle faydalıdır.

Ayrıca, dibütil eter 141 santigrat derece (285,8 Fahrenheit) kaynama noktasında ısıya kolayca dayanabilir, yani yüksek sıcaklıklarda sıvı halde kalır.

Bu elektroliti bu kadar özel kılan şey, şarj edilebilir ve anot kısmı lityumdan, katot kısmı ise kükürtten yapılmış bir lityum-kükürt pil ile kullanılabilmesidir.

Anotlar ve katotlar, pilin elektrik akımının geçtiği kısımlarıdır.

Lityum-kükürt piller, mevcut lityum-iyon pillere göre kilogram başına iki kata kadar daha fazla enerji depolayabildikleri için elektrikli araç pillerinde önemli bir sonraki adımı temsil ediyor.

Bu, elektrikli araçların ağırlığını artırmadan menzillerini iki katına çıkarabilir.pilMaliyetleri düşük tutarken paketleme.

Kükürt ayrıca daha bol bulunur ve geleneksel lityum iyon pil katotlarında kullanılan kobalta kıyasla kaynağına daha az çevresel ve insani zarar verir.

Genellikle lityum-kükürt pillerde bir sorun vardır: kükürt katotları o kadar reaktiftir ki, pil çalışırken çözünürler ve bu durum yüksek sıcaklıklarda daha da kötüleşir.

Lityum metal anotlar, dendrit adı verilen iğne benzeri yapılar oluşturabilir ve bu yapılar pilin bazı kısımlarını delerek kısa devreye neden olabilir.

Sonuç olarak, bu piller en fazla birkaç on şarj döngüsüne kadar dayanır.

UC-San Diego ekibi tarafından geliştirilen dibütil eter elektroliti, aşırı sıcaklıklarda bile bu sorunları çözüyor.

Test ettikleri bataryaların, tipik bir lityum-kükürt bataryaya göre çok daha uzun çevrim ömrüne sahip olduğu görüldü.

Chen, "Yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir pil istiyorsanız, genellikle çok zorlu ve karmaşık kimyasal işlemler kullanmanız gerekir," dedi.

"Yüksek enerji, daha fazla reaksiyonun gerçekleşmesi anlamına gelir; bu da daha az istikrar ve daha fazla bozulma demektir."

"Yüksek enerjili ve istikrarlı bir pil üretmek başlı başına zor bir iştir; bunu geniş bir sıcaklık aralığında başarmaya çalışmak ise daha da zordur."

“Elektrolitimiz, yüksek iletkenlik ve arayüzey kararlılığı sağlarken hem katot hem de anot tarafının performansını iyileştirmeye yardımcı olur.”

Ekip ayrıca kükürt katodunu bir polimere aşılayarak daha kararlı hale getirdi. Bu, daha fazla kükürtün elektrolite çözünmesini önler.

Sonraki adımlar, pil kimyasının daha yüksek sıcaklıklarda çalışacak şekilde ölçeklendirilmesini ve böylece pil ömrünün daha da uzatılmasını içeriyor.