ここFuturoProssimoで私たちが話し合った他の時間 バッテリー ポータブルエネルギーの分野に関連する有望なイノベーション。 科学研究が克服しなければならない問題は、バッテリーの耐久性、供給される電力、それらの廃棄、そして確かに、極端な温度にさらされたときのそれらの安定性に関連しています。
カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者は、この最新の問題の解決策を見つけたかもしれません：バッテリー リチウムイオン 氷点下と高温の両方でうまく機能する高密度ですが、（実際には）良好なパフォーマンスを放棄しません。
電池から得られた結果
テストでは、テストバッテリー -87,5°C と +115,9°C でそれぞれエネルギー容量の 40% と 50% を維持しました。 さらに、これらの温度で、彼らは高いクーロン効率を記録しました。 それぞれ98,2％と98,7％、これは、バッテリーが機能を停止する前に複数の充電サイクルにさらされる可能性があることを意味します。 鄭陳、カリフォルニア大学サンディエゴ校のジェイコブス工学部のナノ工学教授であり、研究の上級著者 (ここであなたにリンクします）説明しました：
周囲温度が 40 ～ 50 °C を超える可能性があり、街路がさらに暖かい地域では、高い温度効率が必要です。 電気自動車では、バッテリー パックは通常、熱くなったアスファルトの近くの床下にあります。
その後、Chen氏は、「通常の動作中は、電流が流れただけでもバッテリーが熱くなります。 バッテリーがこの高温加熱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。
新しい高密度電池の化学的性質
チェンと同僚が開発した高密度バッテリーは、電解質のおかげで寒さと熱の両方に耐えます。 実際、これはリチウム塩と混合されたジブチルエーテルの液体溶液で構成されています。 ジブチルエーテルの特徴は、その分子がリチウムイオンと弱く結合することです。 言い換えれば、電解質分子は、バッテリー動作中にリチウムイオンを容易に放出することができます.
以前の研究で研究者が発見したこの弱い分子相互作用は、氷点下の温度でのバッテリー性能を改善します。 また、ジブチルエーテルは高温（沸点141℃）でも液体のままであるため、耐熱性に優れています。
この電解質のもう一つの特徴は？ リチウム金属アノードと硫黄カソードを備えた充電式バッテリーの一種であるリチウム硫黄バッテリーと互換性があります。 リチウム硫黄電池は、より高いエネルギー密度とより低いコストを約束するため、次世代技術の不可欠な部分です。 できる 最大XNUMX倍のエネルギーを蓄える 現在のリチウム イオン バッテリーと比較してキログラムあたり: これにより、バッテリー パックの重量を増やすことなく、電気自動車の航続距離を XNUMX 倍にすることができます。 さらに、硫黄は、従来のリチウムイオン電池の正極に使用されているコバルトよりも豊富に含まれており、見つけるのに問題がありません。
素晴らしい！ しかし、ありますが...
しかし、リチウム硫黄電池には問題があります。 カソードとアノードの両方が超反応性です。 硫黄カソードは非常に反応性が高いため、バッテリーの動作中に溶解します。 この問題は高温で悪化します。 さらに、リチウム金属アノードは、樹枝状突起と呼ばれる針状構造を形成しやすく、バッテリーの一部に穴を開けてショートさせる可能性があります。 その結果、リチウム硫黄電池は最大数十サイクルしか持続しません。
新しい高密度電池：展望
要約すると、これらの高密度バッテリーにより、寒冷地の電気自動車はXNUMX回の充電でより長く走行できるようになります。 また、暑い気候で車両のバッテリーパックが過熱するのを防ぐための冷却システムの必要性を減らすことができます。
この技術が、電気自動車の世界に革命を起こすことができるバッテリーを作成するための真の競争になりつつあるものにスペースを見つけるかどうかを確認します。 発表された各研究は、確かに電気への移行に向けた重要なステップを表しており、私たちは、より大きな持続可能性にも向けて願っています。
