Eletrólito mais seguro para lítio

Eletrólito mais seguro para baterias de íon-lítio funciona bem em regiões frias. Os veículos elétricos estão crescendo amplamente em todo o mundo; eles podem substituir os veículos movidos a combustíveis fósseis no futuro, pois os veículos elétricos são mais eficientes do que os veículos movidos a combustível, têm custos operacionais mais baixos, menos manutenção e são ecologicamente corretos. As baterias são os sistemas de armazenamento de energia química mais comuns usados ​​em veículos elétricos. As baterias de íons de lítio são o sistema de bateria dominante em EVs porque exibem alta densidade de energia e longa vida útil.

No entanto, temperaturas extremamente baixas podem reduzir a energia e a capacidade de energia das baterias de íons de lítio. O principal problema reside no eletrólito líquido que transfere partículas portadoras de carga chamadas íons entre os dois eletrodos da bateria, fazendo com que a bateria carregue e descarregue. Mas o líquido começa a congelar em temperaturas abaixo de zero, limitando a eficácia do carregamento de veículos elétricos em regiões e estações frias.

Para superar esses problemas, a equipe de cientistas do Departamento de Energia dos EUA (DOE), Argonne National Laboratories e Lawrence Berkeley National Laboratories desenvolveu um eletrólito contendo flúor que funciona bem mesmo em temperaturas abaixo de zero.

A equipe investigou muitos solventes fluorados. Eles identificaram a estrutura com a menor barreira de energia para liberar íons de lítio dos aglomerados em temperaturas abaixo de zero.

Os cientistas revelaram que a fluoração ou níveis mais altos de fluoração perto do grupo éster impõe um maior efeito de retirada de elétrons, resultando em cargas atômicas mais baixas, menor energia de ligação ao Li-íon, menor condutividade iônica e baixa solubilidade em baixas temperaturas.

Eles também determinaram em escala atômica por que aquela estrutura particular funcionava tão bem. Depende da localização e do número de átomos de flúor em cada molécula de solvente.

Em testes de células de laboratório, o eletrólito fluorado da equipe manteve uma capacidade estável de armazenamento de energia a menos 4 graus Fahrenheit por 400 ciclos de carga e descarga. Mesmo naquela temperatura abaixo de zero, a capacidade era equivalente a uma célula com um eletrólito convencional à base de carbonato à temperatura ambiente.

O eletrólito anticongelante tem a propriedade bônus de ser mais seguro do que os eletrólitos à base de carbonato usados ​​atualmente, pois não é inflamável.

O Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável do DOE, Escritório de Tecnologias de Veículos, financiou este trabalho.

O eletrólito fluorado funciona em temperaturas abaixo de zero, o que torna os veículos elétricos úteis em áreas onde a temperatura é baixa. Além disso, isso pode ajudar a tecnologia da bateria a evoluir e ser usada para diversos fins.

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Eletrólito mais seguro para baterias de íon-lítio funciona bem em regiões frias, 22 de maio de 2023