Frykten for at elbilen din skal gå tom for strøm langt fra nærmeste ladestasjon, kan snart tilhøre fortiden.
Amerikanske forskere har utviklet et litium-ion-batteri som kan holde lenger på en enkelt ladning.
Og i motsetning til konkurrentene sine tåler det ekstreme temperaturer.
En utfordring med nesten alle typer batterier er nemlig at isende kulde eller stekende varme kan gå utover batteriets yteevne. Det kan samtidig få ladingen til å gå saktere.
Hemmeligheten bak det nye litium-ion-batteriet er en bestemt temperatursikker elektrolytt.
Hva er litium-ion-batterier?
Litium-ion-batterier er en type oppladbare batterier der litiumioner beveger seg mellom en negativ elektrode (anoden) og en positiv (katoden).
Ioner har elektrisk ladning, noe som betyr at de har tatt opp eller avgitt et elektron.
En elektrolytt er en væske som ionene kan bevege seg gjennom, og som gjør det mulig å lade opp batteriet.
Du finner litium-ion-batterier i mobiltelefoner, datamaskiner og elbiler.
Superelektrolytt tåler ekstreme temperaturer
Elektrolytten i et batteri er den væsken som leder elektrisk strøm. Den skiller anoden og katoden og gjør det mulig for ladde partikler å bevege seg mellom dem.
I litium-ion-batterier er det litiumioner som flyttes mellom anoden og katoden under oppladingen.
I det nyutviklede litium-ion-batteriet består elektrolytten av en flytende oppløsning av dibutyleter blandet med litiumsalt.
Det spesielle med dibutyleter er at molekylene binder seg svakt til litiumionene, noe som betyr at elektrolyttmolekylene slipper ionene lett når batteriet er i bruk.
Det at bindingen er så svak, gjør at batteriet beholder mye av yteevnen selv i svært kaldt vær.
Samtidig sørger dibutyleteren for at væsken holder seg flytende ved høye temperaturer, siden den har et kokepunkt på 141 grader celsius.
Under tester beholdt batteriet en energikapasitet på 87,5 prosent ved 40 minusgrader.
Testen viste også at det nye batteriet kan lades flere ganger enn vanlige litiumbatterier før det slutter å virke.
Litium-ion-batterier inneholder to elektroder – en laget av litium (katoden) og en av karbon (anoden) – senket ned i en væske som kalles en elektrolytt. Når batteriet er oppladet, strømmer elektroner som var knyttet til ionene, gjennom et kretsløp og driver for eksempel en elmotor.
Kan stabilisere litium-svovel-batterier
I tillegg har forskerne funnet ut at den nye teknologien kan brukes i litium-svovel-batterier, som er spådd å bli framtidens elbilbatterier.
Litium-svovel-batterier kan lagre opptil dobbelt så mye strøm per kilo som litium-ion-batterier. Det betyr at biler kan gå dobbelt så langt uten å måtte lade. Samtidig er batteriene billigere å produsere.
Problemet med litium-svovel-batterier er imidlertid at de lades ut raskt ved høye temperaturer. Det dannes også noen nålelignende strukturer som får batteriet til å kortslutte.
Dersom man bruker den nye dibutyleter-elektrolytten i litium-svovel-batterier, lever de lenger og fungerer ved ekstreme temperaturer.
Forskerne mener at det nye litium-ion-batteriet kan være på markedet i nær framtid, og at litium-svovel-batteriet snart kommer etter.
De planlegger å jobbe videre med den nye teknologien for å få opp yteevnen på batteriene og sørge for at de tåler enda mer ekstreme temperaturer.