Un nuevo tipo debateria para vehiculos electricospuede sobrevivir más tiempo en temperaturas extremadamente frías y calientes, según un estudio reciente.

Los científicos dicen que las baterías permitirían a los vehículos eléctricos viajar más lejos con una sola carga en temperaturas frías y serían menos propensos a sobrecalentarse en climas cálidos.

Esto daría como resultado una carga menos frecuente para los conductores de vehículos eléctricos y daría a labateriasuna vida más larga.

El equipo de investigación estadounidense creó una nueva sustancia que es químicamente más resistente a temperaturas extremas y se agrega a las baterías de litio de alta energía.

"Se necesita operación a alta temperatura en áreas donde la temperatura ambiente puede alcanzar los tres dígitos y las carreteras se calientan aún más", dijo el autor principal, el profesor Zheng Chen de la Universidad de California-San Diego.

“En los vehículos eléctricos, los paquetes de baterías suelen estar debajo del piso, cerca de estas carreteras calientes.Además, las baterías se calientan simplemente por el paso de corriente durante el funcionamiento.

"Si las baterías no pueden tolerar este calentamiento a altas temperaturas, su rendimiento se degradará rápidamente".

En un artículo publicado el lunes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores describen cómo en las pruebas, las baterías mantuvieron el 87,5 por ciento y el 115,9 por ciento de su capacidad energética a -40 Celsius (-104 Fahrenheit) y 50 Celsius (122 Fahrenheit). ) respectivamente.

También tenían una alta eficiencia Coulombic del 98,2 por ciento y 98,7 por ciento respectivamente, lo que significa que las baterías pueden pasar por más ciclos de carga antes de dejar de funcionar.

Esto se debe a un electrolito que está hecho de sal de litio y éter dibutílico, un líquido incoloro que se utiliza en algunas industrias, como productos farmacéuticos y pesticidas.

El éter dibutílico ayuda porque sus moléculas no interactúan fácilmente con los iones de litio mientras la batería funciona y mejora su rendimiento en temperaturas bajo cero.

Además, el éter dibutílico puede soportar fácilmente el calor en su punto de ebullición de 141 grados Celsius (285,8 Fahrenheit), lo que significa que permanece líquido a altas temperaturas.

Lo que hace que este electrolito sea tan especial es que se puede utilizar con una batería de litio-azufre, que es recargable y tiene un ánodo de litio y un cátodo de azufre.

Los ánodos y cátodos son las partes de la batería por donde pasa la corriente eléctrica.

Las baterías de litio-azufre son un siguiente paso importante en las baterías de vehículos eléctricos porque pueden almacenar hasta dos veces más energía por kilogramo que las baterías de iones de litio actuales.

Esto podría duplicar la autonomía de los vehículos eléctricos sin aumentar el peso delbateríapaquete manteniendo los costos bajos.

El azufre también es más abundante y causa menos sufrimiento ambiental y humano a la fuente que el cobalto, que se utiliza en los cátodos de las baterías tradicionales de iones de litio.

Normalmente, hay un problema con las baterías de litio-azufre: los cátodos de azufre son tan reactivos que se disuelven cuando la batería está funcionando y esto empeora a temperaturas más altas.

Y los ánodos de metal de litio pueden formar estructuras en forma de agujas llamadas dendritas que pueden perforar partes de la batería y provocar un cortocircuito.

Como resultado, estas baterías sólo duran hasta decenas de ciclos.

El electrolito de éter dibutílico desarrollado por el equipo de UC-San Diego soluciona estos problemas, incluso a temperaturas extremas.

Las baterías que probaron tenían una vida útil mucho más larga que una batería típica de litio-azufre.

"Si quieres una batería con alta densidad de energía, normalmente necesitas utilizar una química muy dura y complicada", dijo Chen.

“Una energía alta significa que se están produciendo más reacciones, lo que significa menos estabilidad, más degradación.

“Fabricar una batería de alta energía que sea estable es una tarea difícil en sí misma; intentar hacerlo en un amplio rango de temperaturas es aún más desafiante.

"Nuestro electrolito ayuda a mejorar tanto el lado del cátodo como el del ánodo, al mismo tiempo que proporciona alta conductividad y estabilidad interfacial".

El equipo también diseñó el cátodo de azufre para que fuera más estable injertándolo en un polímero.Esto evita que se disuelva más azufre en el electrolito.

Los próximos pasos incluyen aumentar la química de la batería para que funcione a temperaturas aún más altas y prolongue aún más el ciclo de vida.