新しいタイプの電気自動車用バッテリー最近の研究によると、極端な高温や低温でもより長く生き残ることができます。

科学者らは、このバッテリーのおかげで、EVは寒冷地でも1回の充電でより遠くまで走行できるようになり、暑い気候では過熱しにくくなると述べている。

これにより、EVドライバーの充電頻度が減少するだけでなく、電池より長い寿命。

アメリカの研究チームは、極端な温度に対して化学的により耐性のある新しい物質を作成し、高エネルギーリチウム電池に添加しました。

「周囲温度が 3 桁に達し、道路がさらに高温になる地域では、高温での動作が必要です」と、主著者であるカリフォルニア大学サンディエゴ校の Zheng Chen 教授は述べています。

「電気自動車では、バッテリー パックは通常、床下、高温の道路に近い場所に設置されます。また、バッテリーは動作中に電流が流れるだけでも熱くなります。

「バッテリーが高温でのウォームアップに耐えられない場合、バッテリーの性能は急速に低下します。」

米国科学アカデミー紀要に月曜日に掲載された論文の中で、研究者らは、テストで摂氏マイナス40度（華氏マイナス104度）と摂氏50度（華氏122度）でバッテリーがどのようにエネルギー容量の87.5パーセントと115.9パーセントを維持したかを説明している。 ） それぞれ。

また、それぞれ 98.2 パーセントと 98.7 パーセントという高いクーロン効率を持っており、バッテリーが動作を停止する前に、より多くの充電サイクルを実行できることを意味します。

これは、医薬品や農薬などの一部の製造に使用される無色の液体であるリチウム塩とジブチルエーテルで構成される電解質によるものです。

ジブチルエーテルは、電池の稼働時にその分子がリチウムイオンと容易に衝突しないため、氷点下での性能を向上させるのに役立ちます。

さらに、ジブチルエーテルは沸点 141 摂氏 (華氏 285.8 度) の熱に容易に耐えることができるため、高温でも液体のままです。

この電解質が特別であるのは、リチウムで作られたアノードと硫黄で作られたカソードを備えた再充電可能なリチウム硫黄電池で利用できることです。

アノードとカソードは、電流が通過するバッテリーの部分です。

リチウム硫黄電池は、現在のリチウムイオン電池よりもキログラムあたり最大 2 倍のエネルギーを蓄えることができるため、EV 電池の重要な次のステップとなります。

これにより、EVの重量を増やさずに航続距離を2倍にできる可能性がある。バッテリーコストを抑えながら梱包します。

硫黄はまた、従来のリチウムイオン電池の正極に使用されるコバルトよりも豊富に存在し、発生源に対する環境や人的被害が少なくなります。

一般に、リチウム硫黄バッテリーには問題があります。硫黄正極は非常に反応しやすいため、バッテリーの動作中に溶解し、高温になるとさらに悪化します。

また、リチウム金属の負極は樹枝状結晶と呼ばれる針状の構造を形成し、電池の一部を貫通して短絡する可能性があります。

その結果、これらのバッテリーは最大数十サイクルしか持続しません。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のチームが開発したジブチルエーテル電解質は、極端な温度でもこれらの問題を解決します。

彼らがテストしたバッテリーは、一般的なリチウム硫黄バッテリーよりもはるかに長いサイクル寿命を持っていました。

「エネルギー密度の高いバッテリーが必要な場合、通常、非常に過酷で複雑な化学反応を使用する必要があります」とチェン氏は述べています。

「エネルギーが高いということは、より多くの反応が起こることを意味し、それは安定性が低下し、より多くの分解を意味します。

「安定した高エネルギーバッテリーを作ること自体が難しい仕事であり、これを広い温度範囲で実現しようとすることはさらに困難です。

「当社の電解液は、高い導電率と界面安定性を提供しながら、カソード側とアノード側の両方を改善するのに役立ちます。」

研究チームはまた、硫黄陰極をポリマーにグラフトすることで、より安定するように硫黄陰極を設計した。これにより、硫黄が電解液にさらに溶けるのを防ぎます。

次のステップには、バッテリーの化学的性質をスケールアップして、さらに高温で動作し、サイクル寿命をさらに延長することが含まれます。