Un novo tipo debatería para vehículos eléctricospoden sobrevivir máis tempo a temperaturas extremas, tanto de calor como de frío, segundo un estudo recente.

Os científicos din que as baterías permitirían aos vehículos eléctricos percorrer máis distancia cunha soa carga en temperaturas frías e serían menos propensos ao sobrequecemento en climas cálidos.

Isto resultaría nunha carga menos frecuente para os condutores de vehículos eléctricos, así como nabateríasunha vida máis longa.

O equipo de investigación estadounidense creou unha nova substancia quimicamente máis resistente ás temperaturas extremas e que se engade ás baterías de litio de alta enerxía.

«Necesitas un funcionamento a alta temperatura en zonas onde a temperatura ambiente pode alcanzar os tres díxitos e as estradas se quentan aínda máis», dixo o autor principal, o profesor Zheng Chen, da Universidade de California-San Diego.

"Nos vehículos eléctricos, as baterías adoitan estar debaixo do chan, preto destas estradas con moita calor. Ademais, as baterías quéntanse só con pasar pola corrente durante o funcionamento."

"Se as baterías non poden tolerar este quecemento a altas temperaturas, o seu rendemento degradarase rapidamente."

Nun artigo publicado o luns na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, os investigadores describen como, nas probas, as baterías mantiveron o 87,5 % e o 115,9 % da súa capacidade enerxética a –40 °C (–104 °F) e 50 °C (122 °F), respectivamente.

Tamén tiñan unha alta eficiencia coulombiana do 98,2 por cento e o 98,7 por cento respectivamente, o que significa que as baterías poden pasar por máis ciclos de carga antes de deixar de funcionar.

Isto débese a un electrolito feito de sal de litio e éter dibutílico, un líquido incoloro que se emprega nalgunhas industrias manufactureiras, como as farmacéuticas e os pesticidas.

O éter dibutílico axuda porque as súas moléculas non se mesturan facilmente cos ións de litio mentres a batería funciona e mellora o seu rendemento a temperaturas baixo cero.

Ademais, o éter dibutílico pode soportar facilmente a calor no seu punto de ebulición de 141 graos Celsius (285,8 graos Fahrenheit), o que significa que permanece líquido a altas temperaturas.

O que fai que este electrolito sexa tan especial é que se pode utilizar cunha batería de litio-xofre, que é recargable e ten un ánodo feito de litio e un cátodo feito de xofre.

Os ánodos e os cátodos son as partes da batería polas que pasa a corrente eléctrica.

As baterías de litio-xofre son un paso seguinte significativo nas baterías dos vehículos eléctricos porque poden almacenar ata o dobre de enerxía por quilogramo que as baterías de ións de litio actuais.

Isto podería duplicar a autonomía dos vehículos eléctricos sen aumentar o peso.bateríaempaquetar mantendo os custos baixos.

O xofre tamén é máis abundante e causa menos sufrimento ambiental e humano á fonte que o cobalto, que se usa nos cátodos tradicionais das baterías de ións de litio.

Normalmente, hai un problema coas baterías de litio-xofre: os cátodos de xofre son tan reactivos que se disolven cando a batería está funcionando e isto empeora a temperaturas máis altas.

E os ánodos de litio metálico poden formar estruturas en forma de agulla chamadas dendritas que poden perforar partes da batería porque esta pode curtocircuitarse.

Como resultado, estas baterías só duran ata decenas de ciclos.

O electrolito de éter dibutílico desenvolvido polo equipo da UC-San Diego soluciona estes problemas, mesmo a temperaturas extremas.

As baterías que probaron tiñan unha vida útil moito máis longa que unha batería de litio-xofre típica.

«Se queres unha batería con alta densidade de enerxía, normalmente necesitas usar unha química moi agresiva e complexa», dixo Chen.

"Unha enerxía elevada significa que se producen máis reaccións, o que significa menos estabilidade e máis degradación."

"Fabricar unha batería de alta enerxía que sexa estable xa é unha tarefa difícil en si mesma; intentar facelo nun amplo rango de temperaturas é aínda máis complexo."

"O noso electrolito axuda a mellorar tanto o lado do cátodo como o lado do ánodo, ao tempo que proporciona alta condutividade e estabilidade interfacial."

O equipo tamén deseñou o cátodo de xofre para que sexa máis estable enxertándoo a un polímero. Isto impide que se disolva máis xofre no electrolito.

Os seguintes pasos inclúen ampliar a química da batería para que funcione a temperaturas aínda máis altas e prolongar aínda máis a súa vida útil.