Sin miedo al apagado en frío, el nuevo entorno frío de la batería de litio también puede funcionar de manera eficiente

Un gran avance en el campo de la química electrolítica, publicado en la última edición de la revista Science, es que los científicos estadounidenses han utilizado gas licuado por primera vez para reemplazar los electrolitos, lo que permite que las baterías de litio y los supercondensadores funcionen de manera eficiente a menos 60 °. C y menos 80 ° C, respectivamente. La nueva tecnología no solo mejora el kilometraje de los vehículos eléctricos de carga única en el frío invierno, sino que también proporciona electricidad para drones, satélites y detectores interestelares en entornos extremadamente fríos.

La comunidad científica generalmente cree que los electrolitos son el mayor cuello de botella para mejorar el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento de energía. Los electrolitos líquidos ya se encuentran en el límite de la investigación, y muchos científicos ahora se están enfocando en los electrolitos sólidos. Pero el profesor Mengying, director del Centro de Electricidad y Energía Sostenibles y del Laboratorio de Conversión y Almacenamiento de Energía de la Universidad de California en San Diego, dirigió a su equipo en la dirección opuesta, estudiando electrolitos gaseosos y logrando avances. Estos electrolitos gaseosos pueden ser líquidos bajo ciertas presiones y son más resistentes a la congelación.

En el nuevo estudio, seleccionaron dos gases licuados, fluorometano y difluorometano, de una gran cantidad de gases candidatos para fabricar electrolitos para baterías de litio y supercondensadores, respectivamente, de modo que la temperatura mínima de funcionamiento de las baterías de litio se extienda desde menos 20 ° C. . A menos 60 ° C, la temperatura de funcionamiento del supercondensador se extiende desde menos 40 ° C a menos 80 ° C. Además, estos electrolitos permanecen en un estado de funcionamiento eficiente después de volver a la temperatura ambiente normal.

Además de crear registros de trabajo a baja temperatura, estos electrolitos gaseosos también superan los problemas comunes de fuga térmica en las baterías de litio y tienen una ventaja más segura. La fuga de calor es un círculo vicioso de calor en la batería. Cuando la batería funciona, la temperatura aumenta y se inician una serie de reacciones químicas. El calor generado por estas reacciones a su vez calienta aún más la batería y hace que se expanda y se destruya. Pero los electrolitos gaseosos, a temperaturas superiores a la temperatura ambiente, activan un mecanismo de apagado natural que hace que la batería pierda su conductividad y deje de funcionar, evitando así que la batería se sobrecaliente.

Las últimas investigaciones también han superado otro desafío de la corta vida útil de las baterías de litio. Debido a su peso ligero y su capacidad para almacenar más cargas, el metal de litio se reconoce como el material de electrodo definitivo, pero el litio reacciona con los electrolitos tradicionales, formando protuberancias en forma de aguja en la superficie del electrodo, separando la batería y provocando cortocircuitos, lo que resulta en el número de cargas y descargas. Demasiado poco. El nuevo electrolito no formará una protuberancia, lo que prolongará en gran medida la vida útil de la batería.

Los investigadores dicen que el siguiente paso es lograr el objetivo de que las baterías de litio funcionen a temperaturas más bajas (menos 100 ° C), proporcionando nueva tecnología para sondas del espacio profundo como Marte e incluso Júpiter y Saturno.

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