Novas baterias de íon de lítio que funcionam bem no frio e no calor

Novas baterias de íon de lítio que funcionam bem no frio e no calor

Ao desenvolver um novo eletrólito versátil e robusto, os engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram baterias de íon-lítio que funcionam bem em temperaturas congelantes e quentes. Essas baterias podem ser usadas em veículos elétricos em climas frios para viajar mais longe com uma única carga. Eles também podem diminuir a necessidade de sistemas de refrigeração para evitar o superaquecimento das baterias dos veículos em áreas quentes.

Zheng Chen, professor de nanoengenharia na Escola de Engenharia e autor sênior do estudo, disse, “Você precisa de uma operação de alta temperatura em áreas onde a temperatura ambiente pode atingir os três dígitos, e as estradas ficam ainda mais quentes. Nos veículos elétricos, as baterias geralmente ficam embaixo do piso, próximas a essas estradas quentes. Além disso, as baterias aquecem a partir de uma passagem de corrente durante a operação. Se as baterias não tolerarem esse aquecimento em alta temperatura, seu desempenho será rapidamente degradado.”

O eletrólito recém-desenvolvido é feito de uma solução líquida de éter dibutílico misturado com sal de lítio. O éter dibutílico tem uma propriedade única porque suas moléculas têm uma afinidade fraca por íons de lítio. Além disso, o éter dibutílico pode suportar facilmente o calor porque permanece líquido em altas temperaturas (tem um ponto de ebulição de 141 C ou 286 F).

Em outras palavras, à medida que a bateria carrega e descargas, as moléculas do eletrólito podem facilmente liberar os íons de lítio.

Outra característica interessante do eletrólito recém-desenvolvido é que ele é compatível com uma bateria de lítio-enxofre. As baterias de lítio-enxofre são essenciais para as tecnologias de bateria de próxima geração porque prometem densidades de energia mais altas e custos mais baixos.

Chen ya ce, “Se você quer uma bateria com alta densidade de energia, você normalmente precisa usar química muito dura e complicada. Alta energia significa mais reações, menos estabilidade e mais degradação. Fazer uma bateria de alta energia que seja estável é uma tarefa difícil – tentar fazer isso em uma ampla faixa de temperatura é ainda mais desafiador.”

“O eletrólito de éter dibutílico evita esses problemas, mesmo em altas e baixas temperaturas. As baterias testadas tiveram ciclos de vida muito mais longos do que uma bateria de lítio-enxofre típica. Nosso eletrólito ajuda a melhorar os lados do cátodo e do ânodo, proporcionando alta condutividade e estabilidade interfacial.”

A equipe também projetou o cátodo de enxofre para ser mais estável por enxerto para um polímero. Isso evita que mais enxofre se dissolva no eletrólito.

As próximas etapas incluem:

  • Aumento da química da bateria.
  • Otimização para trabalhar em temperaturas ainda mais altas.
    • Prolongando ainda mais a vida útil do ciclo.

As baterias resistentes à temperatura são descritas em um artigo publicado em 4 de julho em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Labarai masu alaka

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