Le auto elettriche lottano con temperature estreme, principalmente a causa degli impatti sulle soluzioni elettrolitiche nelle loro batterie agli ioni di litio. Ora, i ricercatori hanno sviluppato nuovi elettroliti contenenti più additivi che funzionano meglio in un ampio intervallo di temperature. Riportano i loro risultati in Materiali e interfacce applicati ACS .

Le batterie agli ioni di litio sono ampiamente utilizzate nei telefoni cellulari, computer portatili e veicoli elettrici. Le soluzioni elettrolitiche in queste batterie conducono ioni tra l'elettrodo negativo (anodo) e l'elettrodo positivo (catodo) per alimentare la batteria. Un componente indispensabile della maggior parte di queste soluzioni, il carbonato di etilene aiuta a creare uno strato protettivo, impedendo un'ulteriore decomposizione dei componenti dell'elettrolito quando interagiscono con l'anodo. Però, il carbonato di etilene ha un alto punto di fusione, che ne limita le prestazioni alle basse temperature. Wu Xu e colleghi hanno dimostrato in precedenza che potevano estendere l'intervallo di temperatura delle batterie agli ioni di litio sostituendo parzialmente il carbonato di etilene con carbonato di propilene e aggiungendo esafluorofosfato di cesio. Ma volevano migliorare ulteriormente l'intervallo di temperatura, in modo che le batterie agli ioni di litio possano funzionare bene da -40 a 140 F.

I ricercatori hanno testato gli effetti di cinque additivi elettrolitici sulle prestazioni delle batterie agli ioni di litio in questo intervallo di temperatura. Hanno identificato una combinazione ottimizzata di tre composti che hanno aggiunto alla loro precedente soluzione elettrolitica. Questa nuova combinazione ha causato la formazione di sostanze altamente conduttive, strati protettivi uniformi e robusti sia sull'anodo che sul catodo. Le batterie contenenti l'elettrolita ottimizzato hanno notevolmente migliorato le prestazioni di scarica a -40 F e la stabilità del ciclo a lungo termine a 77 F, insieme a una stabilità ciclistica leggermente migliorata a 140 F.