새로운 유형의전기차용 배터리최근 연구에 따르면 극도로 덥거나 추운 온도에서 더 오래 생존할 수 있는 것으로 나타났습니다.

과학자들은 배터리를 사용하면 추운 날씨에 한 번 충전으로 EV가 더 멀리 이동할 수 있으며 더운 기후에서도 과열될 가능성이 낮아질 것이라고 말합니다.

이로 인해 EV 운전자의 충전 빈도가 줄어들 뿐만 아니라배터리더 긴 수명.

미국 연구팀이 극한의 온도에 화학적으로 더 강한 내성을 갖고 고에너지 리튬 배터리에 첨가되는 새로운 물질을 개발했습니다.

“주변 온도가 세 자릿수에 도달하고 도로가 더욱 뜨거워지는 지역에서는 고온 작동이 필요합니다.”라고 수석 저자인 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 Zheng Chen 교수가 말했습니다.

“전기 자동차에서 배터리 팩은 일반적으로 뜨거운 도로와 가까운 바닥 아래에 있습니다.또한 배터리는 작동 중에 전류가 흐르는 것만으로도 예열됩니다.

"배터리가 고온에서 이러한 예열을 견딜 수 없으면 성능이 빠르게 저하됩니다."

월요일 Proceedings of the National Academy of Sciences 저널에 발표된 논문에서 연구원들은 테스트에서 배터리가 어떻게 섭씨 -40(화씨 -104화씨) 및 50섭씨(화씨 122화)에서 에너지 용량의 87.5%와 115.9%를 유지했는지 설명했습니다. ) 각각.

또한 각각 98.2%와 98.7%의 높은 쿨롱 효율을 보여 배터리가 작동을 멈추기 전에 더 많은 충전 주기를 거칠 수 있음을 의미합니다.

이는 의약품 및 살충제와 같은 일부 제조에 사용되는 무색 액체인 리튬염과 디부틸 에테르로 만들어진 전해질 때문입니다.

디부틸 에테르는 배터리가 작동할 때 분자가 리튬 이온과 쉽게 공놀이를 하지 않고 영하의 온도에서 성능을 향상시키기 때문에 도움이 됩니다.

또한 디부틸 에테르는 끓는점인 섭씨 141도(화씨 285.8도)의 열을 쉽게 견딜 수 있어 고온에서도 액체 상태를 유지합니다.

이 전해질이 특별한 이유는 재충전이 가능하고 양극이 리튬으로, 음극이 황으로 만들어진 리튬-황 배터리와 함께 사용할 수 있다는 점입니다.

양극과 음극은 전류가 통과하는 배터리 부분입니다.

리튬-황 배터리는 현재 리튬 이온 배터리보다 킬로그램당 최대 2배 더 많은 에너지를 저장할 수 있기 때문에 EV 배터리의 중요한 다음 단계입니다.

이렇게 하면 무게를 늘리지 않고도 EV의 주행 거리를 두 배로 늘릴 수 있습니다.배터리비용을 낮추면서 포장하세요.

유황은 또한 전통적인 리튬 이온 배터리 음극에 사용되는 코발트보다 더 풍부하고 환경 및 인간의 고통을 덜 유발합니다.

일반적으로 리튬-황 배터리에는 문제가 있습니다. 황 음극은 반응성이 너무 커서 배터리가 작동 중일 때 용해되고 온도가 높아질수록 문제가 더욱 악화됩니다.

그리고 리튬 금속 양극은 덴드라이트라고 불리는 바늘 모양의 구조를 형성할 수 있으며, 이는 단락되기 때문에 배터리의 일부를 관통할 수 있습니다.

결과적으로 이러한 배터리는 최대 수십 사이클까지만 지속됩니다.

UC-San Diego 팀이 개발한 디부틸 에테르 전해질은 극한의 온도에서도 이러한 문제를 해결합니다.

테스트한 배터리는 일반적인 리튬-황 배터리보다 수명 주기가 훨씬 더 깁니다.

Chen은 “에너지 밀도가 높은 배터리를 원한다면 일반적으로 매우 가혹하고 복잡한 화학 물질을 사용해야 합니다.”라고 말했습니다.

“에너지가 높다는 것은 더 많은 반응이 일어나고 있다는 것을 의미하며 이는 안정성이 떨어지고 성능이 저하된다는 것을 의미합니다.

“안정적인 고에너지 배터리를 만드는 것은 그 자체로 어려운 작업입니다. 넓은 온도 범위에서 이를 수행하는 것은 훨씬 더 어렵습니다.

"우리의 전해질은 높은 전도성과 계면 안정성을 제공하는 동시에 음극과 양극 측면을 모두 개선하는 데 도움이 됩니다."

연구팀은 또한 황 음극을 폴리머에 접목시켜 더욱 안정적이도록 설계했습니다.이는 더 많은 황이 전해질에 용해되는 것을 방지합니다.

다음 단계에는 배터리 화학을 확장하여 더 높은 온도에서 작동하고 사이클 수명을 더욱 연장하는 것이 포함됩니다.