Frygten for at din elbil løber tør for strøm, langt fra den nærmeste ladestation, kan snart være fortid.
Amerikanske ingeniører har udviklet et lithium-ion-batteri, som kan holde længere på en enkelt ladning end andre elbil-batterier.
Og modsat sine konkurrenter kan det modstå ekstreme temperaturer.
En udfordring ved næsten alle typer batterier er nemlig, at isnende kulde eller stegende hede kan gå ud over batteriets ydeevne. Det kan samtidig få genopladninger til at gå langsommere.
Hemmeligheden bag det nye lithium-ion-batteri er en speciel temperatursikker elektrolyt.
Hvad er lithium-ion-batterier?
Lithium-ion-batterier en en type genopladelige batterier, som op- og aflades af lithium-ioner, der bevæger sig mellem negative (anode) og positive (katode) elektroder.
Ioner er elektrisk ladede molekyler, hvilket betyder, at elektronerne er optaget eller afgivet i molekylet.
Elektrolyt er en væske, der kan overføre disse ioner i et batteri, og som gør det muligt for batteriet, at blive genopladet.
Du finder lithium-ion-batterier i smartphones, laptops og elbiler.
Super-eletrolyt klarer ekstreme temperaturer
Elektrolytten i et batteri er den væske, som tillader, at elektrisk strøm kan flyde. Den adskiller anoden og katoden og flytter strømmen af elektrisk ladning imellem dem.
I lithium-ion-batterier er det lithium-ioner, som flyttes mellem anoden og katoden under opladninger.
I det nyudviklede lithium-ion-batteri består elektrolytten af en flydende opløsning af dibutylæter blandet med lithiumsalt.
Det særlige ved dibutylæter er, at dens molekyler bindes svagt til lithium-ioner, hvilket betyder, at elektrolytmolekylerne nemt kan slippe lithium-ionerne, mens batteriet kører.
Fordi molekylerne indgår i denne svage forbindelse, forbedres batteriets ydeevne ved minusgrader.
Samtidig sørger dibutylæteren for, at væsken forbliver flydende ved høje temperaturer, da den har et kogepunkt på 141 grader celsius.
Under tests beholdt batteriet sin energikapacitet med 87,5 procent ved 40 minusgrader.
Testen viste også, at det nye batteri kan op- og aflades flere gange end almindelige lithium-batterier, før de holder op med at virke.
Lithium-ion-batterier indeholder to elektroder – en lavet af lithium (katode) og en af kulstof (anode) - nedsunket i en væske kaldet en elektrolyt. Når batteriet er opladet, strømmer elektroner, der var knyttet til ionerne, gennem et kredsløb, der driver batteriet.
Kan stabilisere lithium-svovl-batterier
Yderligere har ingeniørerne fundet ud af, at den nye teknologi kan bruges i lithium-svovl-batterier, som er spået til at blive fremtidens elbil-batterier.
Lithium-svovl-batterier kan lagre op til dobbelt så meget strøm per kilogram end lithium-ion-batterier. Det betyder, at biler kan køre dobbelt så langt på en enkelt opladning. Samtidig er de billigere at producere.
Problemet med lithium-svovl-batterier er dog, at de hurtigt aflades under høje temperaturer og samtidig danner nogle nålelignende strukturer, som får batteriet til at kortslutte.
Ved at benytte den nye dibutylæter-elektrolyt i lithium-svovl-batterier kan de leve længere og fungere under ekstreme temperaturer.
Ingeniørholdet mener, at det nye lithium-ion-batteri kan være på markedet i nær fremtid, hvorefter lithium-svovl-batteriet kan følge.
Forskerne planlægger at arbejde videre med den nye teknologi for at få ydeevnen på batterierne op og ved endnu mere ekstreme temperaturer.