एक नवीन प्रकारइलेक्ट्रिक वाहनांसाठी बॅटरीअत्यंत उष्ण आणि थंड तापमानात ते जास्त काळ टिकून राहू शकतात, असे नुकत्याच करण्यात आलेल्या अभ्यासातून समोर आले आहे.

शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे की बॅटरीमुळे ईव्हीला थंड तापमानात एकाच चार्जवर जास्त प्रवास करता येईल - आणि गरम हवामानात ते जास्त गरम होण्याची शक्यता कमी असेल.

यामुळे ईव्ही ड्रायव्हर्ससाठी कमी वारंवार चार्जिंग होईल तसेच ते द्याबॅटरीदीर्घ आयुष्य.

अमेरिकन रिसर्च टीमने एक नवीन पदार्थ तयार केला जो अत्यंत तापमानाला रासायनिकदृष्ट्या अधिक प्रतिरोधक आहे आणि उच्च-ऊर्जा लिथियम बॅटरीमध्ये जोडला जातो.

कॅलिफोर्निया-सॅन डिएगो विद्यापीठाचे वरिष्ठ लेखक प्राध्यापक झेंग चेन म्हणाले, “जेथे सभोवतालचे तापमान तिप्पट आकड्यांपर्यंत पोहोचू शकते आणि रस्ते आणखी गरम होऊ शकतात अशा भागात तुम्हाला उच्च-तापमान ऑपरेशनची आवश्यकता आहे.

“इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये, बॅटरी पॅक सामान्यत: या गरम रस्त्यांच्या जवळ जमिनीखाली असतात.तसेच, ऑपरेशन दरम्यान विद्युत प्रवाह चालू राहिल्याने बॅटरी गरम होतात.

"जर बॅटरी उच्च तापमानात हे वॉर्म-अप सहन करू शकत नसतील, तर त्यांची कार्यक्षमता त्वरीत खराब होईल."

प्रोसिडिंग्ज ऑफ नॅशनल ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेस या जर्नलमध्ये सोमवारी प्रकाशित झालेल्या एका पेपरमध्ये, संशोधकांनी वर्णन केले आहे की चाचण्यांमध्ये, बॅटरींनी त्यांच्या उर्जा क्षमतेच्या 87.5 टक्के आणि 115.9 टक्के -40 सेल्सिअस (-104 फॅरेनहाइट) आणि 50 सेल्सिअस (122 फॅरेनहाइट) कसे ठेवले. ) अनुक्रमे.

त्यांच्याकडे अनुक्रमे 98.2 टक्के आणि 98.7 टक्के उच्च कौलोम्बिक कार्यक्षमता होती, याचा अर्थ बॅटरी काम करणे थांबवण्यापूर्वी अधिक चार्जिंग चक्रांमधून जाऊ शकतात.

हे इलेक्ट्रोलाइटमुळे होते जे लिथियम मीठ आणि डिब्युटाइल इथरपासून बनलेले असते, एक रंगहीन द्रव जे काही उत्पादनांमध्ये जसे की फार्मास्युटिकल्स आणि कीटकनाशके वापरतात.

डिब्युटाइल इथर मदत करते कारण त्याचे रेणू लिथियम आयनसह बॉल सहज खेळत नाहीत कारण बॅटरी चालते आणि शून्य उप-शून्य तापमानात त्याची कार्यक्षमता सुधारते.

तसेच, डिब्युटाइल इथर 141 सेल्सिअस (285.8 फॅरेनहाइट) च्या उकळत्या बिंदूवर उष्णता सहजपणे सहन करू शकते म्हणजे ते उच्च तापमानात द्रव राहते.

हे इलेक्ट्रोलाइट इतके खास बनवते की ते लिथियम-सल्फर बॅटरीसह वापरले जाऊ शकते, जी रिचार्ज करण्यायोग्य आहे आणि त्यात लिथियमचे बनलेले एनोड आणि सल्फरचे कॅथोड आहे.

एनोड्स आणि कॅथोड्स हे बॅटरीचे भाग आहेत ज्यामधून विद्युत प्रवाह जातो.

लिथियम-सल्फर बॅटरी ही ईव्ही बॅटरीमधली एक महत्त्वाची पुढची पायरी आहे कारण त्या सध्याच्या लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा दोनपट जास्त ऊर्जा प्रति किलोग्रॅम साठवू शकतात.

हे वजन न वाढवता ईव्हीची श्रेणी दुप्पट करू शकतेबॅटरीखर्च कमी ठेवताना पॅक करा.

पारंपारिक लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोड्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कोबाल्टपेक्षा सल्फर देखील अधिक मुबलक आहे आणि स्त्रोताला कमी पर्यावरणीय आणि मानवी त्रास देते.

सामान्यतः, लिथियम-सल्फर बॅटरीमध्ये समस्या आहेत - सल्फर कॅथोड्स इतके प्रतिक्रियाशील असतात की बॅटरी चालू असताना ते विरघळतात आणि उच्च तापमानात हे खराब होते.

आणि लिथियम मेटल एनोड्स सुई सारखी रचना बनवू शकतात ज्याला डेंड्राइट म्हणतात जे बॅटरीच्या काही भागांना छेदू शकतात कारण ते शॉर्ट सर्किट होते.

परिणामी, या बॅटरी फक्त दहाच चक्रांपर्यंत टिकतात.

UC-San Diego टीमने विकसित केलेले dibutyl इथर इलेक्ट्रोलाइट अत्यंत तापमानातही या समस्यांचे निराकरण करते.

त्यांनी चाचणी केलेल्या बॅटरीमध्ये सामान्य लिथियम-सल्फर बॅटरीपेक्षा जास्त काळ सायकल चालवल्या होत्या.

"जर तुम्हाला उच्च उर्जेची घनता असलेली बॅटरी हवी असेल, तर तुम्हाला विशेषत: अतिशय कठोर, गुंतागुंतीचे रसायनशास्त्र वापरावे लागेल," चेन म्हणाले.

"उच्च ऊर्जा म्हणजे अधिक प्रतिक्रिया होत आहेत, याचा अर्थ कमी स्थिरता, अधिक ऱ्हास.

“स्थिर असलेली उच्च-ऊर्जा बॅटरी बनवणे हे स्वतःच एक कठीण काम आहे – विस्तृत तापमान श्रेणीद्वारे हे करण्याचा प्रयत्न करणे अधिक आव्हानात्मक आहे.

"आमचे इलेक्ट्रोलाइट उच्च चालकता आणि इंटरफेसियल स्थिरता प्रदान करताना कॅथोड बाजू आणि एनोड बाजू दोन्ही सुधारण्यास मदत करते."

टीमने सल्फर कॅथोडला पॉलिमरमध्ये ग्राफ्टिंग करून अधिक स्थिर होण्यासाठी इंजिनिअर केले.हे इलेक्ट्रोलाइटमध्ये अधिक सल्फर विरघळण्यापासून प्रतिबंधित करते.

पुढील चरणांमध्ये बॅटरी रसायनशास्त्र वाढवणे समाविष्ट आहे जेणेकरुन ती आणखी उच्च तापमानात कार्य करेल आणि सायकलचे आयुष्य आणखी वाढवेल.