Jenis baharubateri untuk kenderaan elektrikboleh bertahan lebih lama dalam suhu panas dan sejuk yang melampau, menurut satu kajian baru-baru ini.

Para saintis mengatakan bateri tersebut akan membolehkan EV bergerak lebih jauh dengan sekali cas dalam suhu sejuk – dan ia kurang terdedah kepada kepanasan melampau dalam iklim panas.

Ini akan menyebabkan pengecasan yang kurang kerap untuk pemandu EV serta memberikanbaterikehidupan yang lebih panjang.

Pasukan penyelidikan Amerika telah mencipta bahan baharu yang secara kimianya lebih tahan terhadap suhu yang melampau dan ditambah kepada bateri litium bertenaga tinggi.

"Anda memerlukan operasi suhu tinggi di kawasan di mana suhu ambien boleh mencapai tiga digit dan jalan raya menjadi lebih panas," kata penulis kanan Profesor Zheng Chen dari Universiti California-San Diego.

“Dalam kenderaan elektrik, pek bateri biasanya berada di bawah lantai, berhampiran dengan jalan-jalan panas ini. Selain itu, bateri akan menjadi panas hanya kerana terdapat arus yang mengalir semasa operasi.

"Jika bateri tidak dapat menahan pemanasan ini pada suhu tinggi, prestasinya akan merosot dengan cepat."

Dalam satu kertas kerja yang diterbitkan pada hari Isnin dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, para penyelidik menerangkan bagaimana dalam ujian, bateri mengekalkan 87.5 peratus dan 115.9 peratus kapasiti tenaga mereka masing-masing pada –40 Celsius (–104 Fahrenheit) dan 50 Celsius (122 Fahrenheit).

Mereka juga mempunyai kecekapan Coulombic yang tinggi masing-masing sebanyak 98.2 peratus dan 98.7 peratus, bermakna bateri boleh melalui lebih banyak kitaran pengecasan sebelum ia berhenti berfungsi.

Ini disebabkan oleh elektrolit yang diperbuat daripada garam litium dan dibutil eter, cecair tidak berwarna yang digunakan dalam beberapa pembuatan seperti farmaseutikal dan racun perosak.

Dibutil eter membantu kerana molekulnya tidak mudah berinteraksi dengan ion litium semasa bateri berjalan dan meningkatkan prestasinya dalam suhu di bawah sifar.

Tambahan pula, dibutil eter boleh menahan haba pada takat didihnya 141 Celsius (285.8 Fahrenheit) yang bermaksud ia kekal cair pada suhu tinggi.

Apa yang menjadikan elektrolit ini begitu istimewa ialah ia boleh digunakan dengan bateri litium-sulfur, yang boleh dicas semula dan mempunyai anod yang diperbuat daripada litium dan katod yang diperbuat daripada sulfur.

Anod dan katod ialah bahagian bateri yang dilalui oleh arus elektrik.

Bateri litium-sulfur merupakan langkah seterusnya yang penting dalam bateri EV kerana ia boleh menyimpan sehingga dua kali ganda lebih banyak tenaga setiap kilogram berbanding bateri litium-ion semasa.

Ini boleh menggandakan julat EV tanpa meningkatkan beratnyabateribungkus sambil mengekalkan kos yang rendah.

Sulfur juga lebih banyak dan menyebabkan kurang penderitaan alam sekitar dan manusia kepada sumbernya berbanding kobalt, yang digunakan dalam katod bateri litium-ion tradisional.

Biasanya, terdapat masalah dengan bateri litium-sulfur – katod sulfur sangat reaktif sehingga ia larut apabila bateri sedang berjalan dan ini menjadi lebih teruk pada suhu yang lebih tinggi.

Dan anod logam litium boleh membentuk struktur seperti jarum yang dipanggil dendrit yang boleh menembusi bahagian bateri yang menyebabkan ia litar pintas.

Akibatnya, bateri ini hanya bertahan sehingga puluhan kitaran.

Elektrolit dibutil eter yang dibangunkan oleh pasukan UC-San Diego menyelesaikan masalah ini, walaupun pada suhu yang melampau.

Bateri yang mereka uji mempunyai kitaran hayat yang lebih lama berbanding bateri litium-sulfur biasa.

"Jika anda mahukan bateri dengan ketumpatan tenaga yang tinggi, anda biasanya perlu menggunakan kimia yang sangat keras dan rumit," kata Chen.

"Tenaga yang tinggi bermakna lebih banyak tindak balas berlaku, yang bermaksud kurang kestabilan, lebih banyak degradasi.

"Membuat bateri bertenaga tinggi yang stabil juga merupakan tugas yang sukar – cuba melakukan ini melalui julat suhu yang luas adalah lebih mencabar."

"Elektrolit kami membantu meningkatkan kedua-dua bahagian katod dan bahagian anod sambil memberikan kekonduksian yang tinggi dan kestabilan antara muka."

Pasukan itu juga merekayasa katod sulfur agar lebih stabil dengan mencantumkannya pada polimer. Ini menghalang lebih banyak sulfur daripada larut ke dalam elektrolit.

Langkah seterusnya termasuk meningkatkan kimia bateri supaya ia beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dan akan memanjangkan lagi jangka hayat kitaran.