Un nouveau type debatterie pour véhicules électriquespeuvent survivre plus longtemps à des températures extrêmement chaudes et froides, selon une étude récente.

Les scientifiques affirment que les batteries permettraient aux véhicules électriques de voyager plus loin avec une seule charge par temps froid – et qu’ils seraient moins sujets à la surchauffe dans les climats chauds.

Cela entraînerait une recharge moins fréquente pour les conducteurs de véhicules électriques et donneraitbatteriesune vie plus longue.

L’équipe de recherche américaine a créé une nouvelle substance chimiquement plus résistante aux températures extrêmes et ajoutée aux batteries au lithium à haute énergie.

"Vous avez besoin d'un fonctionnement à haute température dans des zones où la température ambiante peut atteindre trois chiffres et où les routes deviennent encore plus chaudes", a déclaré l'auteur principal, le professeur Zheng Chen de l'Université de Californie à San Diego.

« Dans les véhicules électriques, les batteries se trouvent généralement sous le plancher, à proximité de ces routes chaudes.De plus, les batteries s'échauffent simplement à cause d'un passage de courant pendant le fonctionnement.

« Si les batteries ne peuvent pas tolérer cet échauffement à haute température, leurs performances se dégraderont rapidement. »

Dans un article publié lundi dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, les chercheurs décrivent comment, lors des tests, les batteries ont conservé 87,5 % et 115,9 % de leur capacité énergétique à –40 Celsius (–104 Fahrenheit) et 50 Celsius (122 Fahrenheit). ) respectivement.

Ils avaient également une efficacité coulombienne élevée de 98,2 % et 98,7 % respectivement, ce qui signifie que les batteries peuvent subir davantage de cycles de charge avant de cesser de fonctionner.

Cela est dû à un électrolyte composé de sel de lithium et d’éther dibutylique, un liquide incolore utilisé dans certaines industries comme les produits pharmaceutiques et les pesticides.

L'éther dibutylique est utile car ses molécules ne jouent pas facilement avec les ions lithium lorsque la batterie fonctionne et améliore ses performances à des températures inférieures à zéro.

De plus, l'éther dibutylique peut facilement supporter la chaleur à son point d'ébullition de 141 Celsius (285,8 Fahrenheit), ce qui signifie qu'il reste liquide à des températures élevées.

Ce qui rend cet électrolyte si spécial, c'est qu'il peut être utilisé avec une batterie lithium-soufre, rechargeable et dotée d'une anode en lithium et d'une cathode en soufre.

Les anodes et les cathodes sont les parties de la batterie traversées par le courant électrique.

Les batteries au lithium-soufre constituent une prochaine étape importante dans le domaine des batteries pour véhicules électriques, car elles peuvent stocker jusqu'à deux fois plus d'énergie par kilogramme que les batteries lithium-ion actuelles.

Cela pourrait doubler l’autonomie des véhicules électriques sans augmenter le poids du véhicule.batterieemballer tout en réduisant les coûts.

Le soufre est également plus abondant et cause moins de souffrances environnementales et humaines à la source que le cobalt, qui est utilisé dans les cathodes traditionnelles des batteries lithium-ion.

En règle générale, il existe un problème avec les batteries au lithium-soufre : les cathodes de soufre sont si réactives qu'elles se dissolvent lorsque la batterie est en marche et cela s'aggrave à des températures plus élevées.

Et les anodes métalliques au lithium peuvent former des structures en forme d'aiguilles appelées dendrites qui peuvent percer des parties de la batterie en raison d'un court-circuit.

En conséquence, ces batteries ne durent que des dizaines de cycles.

L'électrolyte dibutyléther développé par l'équipe de l'UC-San Diego résout ces problèmes, même à des températures extrêmes.

Les batteries qu’ils ont testées avaient une durée de vie beaucoup plus longue qu’une batterie lithium-soufre typique.

"Si vous voulez une batterie à haute densité énergétique, vous devez généralement utiliser une chimie très dure et complexe", a déclaré Chen.

« Une énergie élevée signifie plus de réactions, ce qui signifie moins de stabilité, plus de dégradation.

« Fabriquer une batterie stable à haute énergie est une tâche difficile en soi – essayer d’y parvenir dans une large plage de températures est encore plus difficile.

"Notre électrolyte contribue à améliorer à la fois le côté cathodique et le côté anode tout en offrant une conductivité élevée et une stabilité interfaciale."

L’équipe a également conçu la cathode de soufre pour qu’elle soit plus stable en la greffant à un polymère.Cela empêche davantage de soufre de se dissoudre dans l’électrolyte.

Les prochaines étapes comprennent l’amélioration de la chimie de la batterie afin qu’elle fonctionne à des températures encore plus élevées et prolonge encore la durée de vie du cycle.