这种实验电池在 −40°C 下仍能提供电力,它可以帮助电动汽车在冬天不再结冰

全新聚合物设计即使在严寒中也能保持电力流动。

来源:ZME科学

冬天是残酷的,尤其是对于电池来说。随着气温骤降,电动汽车的行驶里程会缩短,备用系统会减弱,关键基础设施在最需要的时候变得不太可靠。

德克萨斯 A&M 大学的研究人员现已设计出一种电池,可以在低至 -40 摄氏度的温度下继续工作,这种条件会严重降低传统锂离子系统的性能。他们的研究发表在《材料化学杂志 A》上,展示了一种可以承受冬季风暴、极地环境和其他极端环境的能量存储。

电池电量低?

传统电动汽车电池依靠液体电解质在电极之间移动带电粒子。当温度下降时,这些液体会变稠或冻结,减慢离子运动,直到充电和放电变得不可能。

在 2024 年芝加哥严重寒流期间,这一弱点变得尤为明显,当时一些电动汽车由于电池实际上已经冻结而无法充电。

为了解决这个问题,德克萨斯 A&M 团队从内到外重新设计了化学反应。他们用二甘醇二甲醚基液体取代了传统的电解质,这种液体在极低的温度下仍保持液态,并将其与软聚合物电极配对,使离子在寒冷中更自由地移动。

“硬质无机材料在低温下通常很慢,但软质聚合物材料可以更容易地移动离子,”该研究的首席研究员 Jodie Lutkenhaus 博士说。 “当你使用自然耐寒的材料时,电池就不必对抗其自身的化学反应。”

在此设计中,通过带正电和带负电的粒子的运动来存储能量。这有助于电池避免通常导致锂离子电池在寒冷条件下失效的减速。

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