Tipe barubaterai untuk kendaraan listrikdapat bertahan lebih lama dalam suhu panas dan dingin yang ekstrim, menurut sebuah penelitian terbaru.

Para ilmuwan mengatakan baterai ini akan memungkinkan kendaraan listrik untuk melakukan perjalanan lebih jauh dengan sekali pengisian daya pada suhu dingin – dan tidak terlalu rentan terhadap panas berlebih di iklim panas.

Hal ini akan mengakibatkan berkurangnya frekuensi pengisian daya bagi pengemudi kendaraan listrik dan juga memberikan dampak burukbateraihidup yang lebih panjang.

Tim peneliti Amerika menciptakan zat baru yang secara kimia lebih tahan terhadap suhu ekstrem dan ditambahkan ke baterai litium berenergi tinggi.

“Anda memerlukan pengoperasian bersuhu tinggi di area yang suhu lingkungannya bisa mencapai tiga digit dan jalanan menjadi lebih panas,” kata penulis senior Profesor Zheng Chen dari Universitas California-San Diego.

“Pada kendaraan listrik, baterai biasanya diletakkan di bawah lantai, dekat jalan yang panas.Selain itu, baterai menjadi panas hanya karena adanya arus yang mengalir selama pengoperasian.

“Jika baterai tidak dapat mentolerir pemanasan pada suhu tinggi, kinerjanya akan menurun dengan cepat.”

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan Senin di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, para peneliti menggambarkan bagaimana dalam pengujian, baterai mempertahankan 87,5 persen dan 115,9 persen kapasitas energinya pada –40 Celsius (–104 Fahrenheit) dan 50 Celsius (122 Fahrenheit). ) masing-masing.

Baterai tersebut juga memiliki efisiensi Coulombic yang tinggi, masing-masing sebesar 98,2 persen dan 98,7 persen, yang berarti baterai dapat melalui lebih banyak siklus pengisian daya sebelum berhenti bekerja.

Hal ini disebabkan oleh elektrolit yang terbuat dari garam litium dan dibutil eter, cairan tidak berwarna yang digunakan di beberapa manufaktur seperti obat-obatan dan pestisida.

Dibutil eter membantu karena molekulnya tidak mudah bermain-main dengan ion litium saat baterai bekerja dan meningkatkan kinerjanya pada suhu di bawah nol derajat.

Ditambah lagi, dibutil eter dapat dengan mudah menahan panas pada titik didihnya 141 Celcius (285,8 Fahrenheit) yang berarti ia tetap cair pada suhu tinggi.

Yang membuat elektrolit ini istimewa adalah dapat digunakan dengan baterai lithium-sulfur yang dapat diisi ulang dan memiliki anoda yang terbuat dari litium dan katoda yang terbuat dari belerang.

Anoda dan katoda adalah bagian baterai yang dilalui arus listrik.

Baterai litium-sulfur merupakan langkah maju yang signifikan dalam baterai kendaraan listrik karena dapat menyimpan energi hingga dua kali lebih banyak per kilogram dibandingkan baterai litium-ion saat ini.

Hal ini dapat menggandakan jangkauan EV tanpa menambah bobotnyabateraiberkemas sambil menekan biaya.

Belerang juga lebih melimpah dan menyebabkan lebih sedikit penderitaan terhadap lingkungan dan manusia dibandingkan kobalt, yang digunakan dalam katoda baterai lithium-ion tradisional.

Biasanya, ada masalah dengan baterai lithium-sulfur – katoda sulfur sangat reaktif sehingga larut saat baterai sedang berjalan dan masalah ini menjadi lebih buruk pada suhu yang lebih tinggi.

Dan anoda logam litium dapat membentuk struktur seperti jarum yang disebut dendrit yang dapat menembus bagian baterai karena mengalami korsleting.

Alhasil, baterai tersebut hanya bertahan hingga puluhan siklus.

Elektrolit dibutil eter yang dikembangkan oleh tim UC-San Diego mengatasi masalah ini, bahkan pada suhu ekstrem.

Baterai yang mereka uji memiliki masa pakai yang lebih lama dibandingkan baterai lithium-sulfur pada umumnya.

“Jika Anda menginginkan baterai dengan kepadatan energi tinggi, biasanya Anda perlu menggunakan bahan kimia yang sangat keras dan rumit,” kata Chen.

“Energi yang tinggi berarti lebih banyak reaksi yang terjadi, yang berarti stabilitasnya berkurang, dan degradasinya lebih besar.

“Membuat baterai berenergi tinggi dan stabil merupakan tugas yang sulit – mencoba melakukan hal ini melalui rentang suhu yang luas bahkan lebih menantang.

“Elektrolit kami membantu meningkatkan sisi katoda dan anoda sekaligus memberikan konduktivitas tinggi dan stabilitas antarmuka.”

Tim juga merekayasa katoda sulfur agar lebih stabil dengan mencangkokkannya ke polimer.Hal ini mencegah lebih banyak belerang larut ke dalam elektrolit.

Langkah selanjutnya termasuk meningkatkan kimia baterai sehingga dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dan akan memperpanjang masa pakai baterai.