Um novo tipo debateria para veículos elétricospode sobreviver por mais tempo em temperaturas extremas de calor e frio, de acordo com um estudo recente.

Os cientistas dizem que as baterias permitiriam que os VE viajassem mais longe com uma única carga em temperaturas frias – e seriam menos propensos ao sobreaquecimento em climas quentes.

Isto resultaria em carregamentos menos frequentes para os condutores de VE, bem como daria aobateriasuma vida mais longa.

A equipe de pesquisa americana criou uma nova substância quimicamente mais resistente a temperaturas extremas e que pode ser adicionada a baterias de lítio de alta energia.

“É necessária uma operação em altas temperaturas em áreas onde a temperatura ambiente pode atingir os três dígitos e as estradas ficam ainda mais quentes”, disse o autor sênior, Professor Zheng Chen, da Universidade da Califórnia-San Diego.

“Nos veículos elétricos, as baterias normalmente ficam sob o piso, perto dessas estradas quentes.Além disso, as baterias aquecem apenas com a passagem de corrente durante a operação.

“Se as baterias não tolerarem esse aquecimento em altas temperaturas, seu desempenho será rapidamente degradado.”

Num artigo publicado segunda-feira na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, os investigadores descrevem como, em testes, as baterias mantiveram 87,5% e 115,9% da sua capacidade energética a –40 Celsius (–104 Fahrenheit) e 50 Celsius (122 Fahrenheit). ) respectivamente.

Eles também tinham alta eficiência coulombiana de 98,2% e 98,7%, respectivamente, o que significa que as baterias podem passar por mais ciclos de carregamento antes de pararem de funcionar.

Isto se deve a um eletrólito feito de sal de lítio e éter dibutílico, um líquido incolor usado em algumas indústrias, como produtos farmacêuticos e pesticidas.

O éter dibutílico ajuda porque suas moléculas não brincam facilmente com os íons de lítio enquanto a bateria funciona e melhora seu desempenho em temperaturas abaixo de zero.

Além disso, o éter dibutílico pode suportar facilmente o calor em seu ponto de ebulição de 141 Celsius (285,8 Fahrenheit), o que significa que permanece líquido em altas temperaturas.

O que torna esse eletrólito tão especial é que ele pode ser utilizado com uma bateria de lítio-enxofre, que é recarregável e possui ânodo de lítio e cátodo de enxofre.

Ânodos e cátodos são as partes da bateria por onde passa a corrente elétrica.

As baterias de lítio-enxofre são um próximo passo significativo nas baterias EV porque podem armazenar até duas vezes mais energia por quilograma do que as atuais baterias de íons de lítio.

Isto poderia duplicar a autonomia dos VEs sem aumentar o peso dobateriaembalar enquanto mantém os custos baixos.

O enxofre também é mais abundante e causa menos sofrimento ambiental e humano à fonte do que o cobalto, que é usado nos cátodos tradicionais das baterias de íons de lítio.

Normalmente, há um problema com as baterias de lítio-enxofre – os cátodos de enxofre são tão reativos que se dissolvem quando a bateria está funcionando e isso piora em temperaturas mais altas.

E os ânodos de metal de lítio podem formar estruturas semelhantes a agulhas, chamadas dendritos, que podem perfurar partes da bateria, causando curto-circuito.

Como resultado, essas baterias duram apenas dezenas de ciclos.

O eletrólito de éter dibutílico desenvolvido pela equipe da UC-San Diego resolve esses problemas, mesmo em temperaturas extremas.

As baterias testadas tiveram uma vida útil muito mais longa do que uma bateria típica de lítio-enxofre.

“Se você deseja uma bateria com alta densidade de energia, normalmente precisará usar produtos químicos muito agressivos e complicados”, disse Chen.

“Alta energia significa que mais reações estão acontecendo, o que significa menos estabilidade, mais degradação.

“Fazer uma bateria de alta energia estável é uma tarefa difícil – tentar fazer isso em uma ampla faixa de temperatura é ainda mais desafiador.

“Nosso eletrólito ajuda a melhorar tanto o lado do cátodo quanto o lado do ânodo, ao mesmo tempo que fornece alta condutividade e estabilidade interfacial.”

A equipe também projetou o cátodo de enxofre para ser mais estável, enxertando-o em um polímero.Isto evita que mais enxofre se dissolva no eletrólito.

As próximas etapas incluem aumentar a química da bateria para que ela opere em temperaturas ainda mais altas e estenda ainda mais o ciclo de vida.