Gas elektrolit membuat baterai yang sangat dingin berjalan

Energi

Ben Coxworth

17 Juni 2017

2 gambar

Gas elektrolit cair memungkinkan baterai lithium berfungsi pada suhu di bawah titik beku (Kredit: David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Dari berbagai kekhawatiran yang orang tentang mobil listrik, salah satu yang paling sering terdengar adalah kekhawatiran bahwa baterai mereka tidak akan bekerja dalam cuaca musim dingin. Itu mungkin tidak menjadi masalah dalam waktu dekat, namun - para ilmuwan di University of California, San Diego telah menciptakan jenis elektrolit baru yang memungkinkan baterai lithium bekerja dengan "kinerja luar biasa" pada suhu serendah - 60 ºC (-76 ºF). Sebaliknya, baterai lithium-ion tradisional cenderung keluar sekitar -20 ºC (-4 ºF).

Alih-alih cairan organik pelarut biasa, elektrolit baru terdiri dari gas fluoromethane cair bertekanan. Viskositasnya yang rendah memungkinkan mobilitas ion yang tinggi dan dengan demikian konduktivitas yang tinggi, bahkan pada suhu yang sangat dingin yang akan membekukan elektrolit cairan konvensional. Bisa dikatakan, baterai menggunakan gas masih mempertahankan kinerja tinggi saat suhu ruangan.

Elektrolit baru juga memiliki mekanisme penghentian alami yang mencegah "pelarian termal, " sebuah situasi di mana serangkaian reaksi berantai kimia menyebabkan baterai menjadi terlalu panas dan terbakar. Pada suhu tinggi, gas cair kehilangan kemampuannya untuk melarutkan garam, yang menyebabkan baterai kehilangan konduktivitas dan berhenti bekerja. Setelah didinginkan, bagaimanapun, itu mulai bekerja lagi.

Selain itu, elektrolit cairan biasa bereaksi negatif dengan anoda baterai logam lithium dari waktu ke waktu, mengurangi jumlah siklus pengisian / pengosongan bahwa baterai dapat melalui - ini dilaporkan tidak bermasalah dengan elektrolit gas. Selain itu, itu tidak menyebabkan pembentukan dendrit, yang merupakan deposit lithium seperti jarum yang terbentuk pada elektroda baterai, dan itu dapat menyebabkan baterai mengalami arus pendek.

Peneliti UC San Diego Yangyuchen Yang (kiri) dan Cyrus Rustomji (Kredit: David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Para ilmuwan juga telah mengembangkan elektrolit untuk digunakan dalam kapasitor elektrokimia, terbuat dari gas difluoromethane cair. Hal ini memungkinkan mereka untuk berjalan pada suhu serendah -80 ºC (-112 ºF), sedangkan batas suhu rendahnya saat ini berada pada -40 ºC (-40 ºF).

Pada akhirnya, diharapkan baterai dan kapasitor yang menggunakan elektrolit seperti itu dapat beroperasi pada suhu serendah -100 ºC (-148 ºF), memungkinkan penggunaannya dalam pesawat luar angkasa yang mengeksplorasi planet luar seperti Jupiter dan Saturnus.

Penelitian ini dipimpin oleh Prof. Shirley Meng dan peneliti postdoctoral Cyrus Rustomji. Ini dijelaskan dalam sebuah makalah yang diterbitkan Kamis ini di jurnal Science .

Sumber: UC San Diego

Peneliti UC San Diego Yangyuchen Yang (kiri) dan Cyrus Rustomji (Kredit: David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Gas elektrolit cair memungkinkan baterai lithium berfungsi pada suhu di bawah titik beku (Kredit: David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Direkomendasikan Pilihan Editor