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Extremer Kälte ist kein Spiel für eine neue Batterie
May 08, 2018

Extremer Kälte ist kein Spiel für eine neue Batterie

Die wiederaufladbare Zellen funktionieren weiterhin auch bei –70 ° C

 

VON MARIA TEMMING 07:00, 2. MÄRZ 2018

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CHILL OUT, das eine neue Art von Batterie, die bei extrem niedrigen Temperaturen funktioniert helfen könnte bauen stabiler Consumer Elektronik oder macht Fahrzeuge auf anderen Planeten.

 

Eine neue Art von Batterie stehen in der Kälte ausgelassen werden kann.

 

Diese wiederaufladbare Batterie spuckt sogar bei –70 ° c, eine Temperatur, wo die typischen Lithium-Ionen-Batterien, die viele der heutigen Handys, Elektroautos und andere Geräte antreiben nicht funktionieren. Batterien, die diesen eisigen Bedingungen standhalten Hilfe-Build-Elektronik, die in einigen der kältesten Orte auf der Erde oder auf Funktion Rovers Raum könnte, die Kreuzfahrt rund um andere Planeten.

 

In Lithium-Ionen-Batterien fließen Ionen zwischen positiven und negativen Elektroden, wo die Ionen eingebettet sind und dann freigegeben, um durch eine Substanz namens ein Elektrolyt, das andere Ende zurück reisen. Die Temperatur sinkt, bewegen sich die Ionen nur schleppend durch den Elektrolyten. Die Kälte macht es auch schwieriger für Ionen, das Elektrolyt-Material zu vergießen, das auf sie gloms, überqueren sie die Batterie. Ionen müssen Abstreifen der Materie in das Elektrodenmaterial passen erklärt Studie Mitverfasser Xiaoli Dong, ein Batterie-Forscher an der Fudan Universität in Shanghai.

 

Solche kalten Bedingungen stellen herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien weniger wirksam. Bei – 40 ° C liefern diese Batterien etwa 12 Prozent der Ladung, die sie bei Raumtemperatur; bei –70 ° C arbeiten sie nicht an allen.

 

Die neue Batterie, beschriebenen Online-Februar 28 in Joule, enthält eine besondere Art von Elektrolyten, die Ionen leicht zwischen Elektroden auch in der bitteren Kälte fließen kann. Die Forscher auch ihre Batterie mit Elektroden gemacht von organischen Verbindungen, anstatt die typischen Übergang-Metall-reiche Materialien ausgestattet. Ionen können sich in diesem organischen Material einreichen, ohne dass das Elektrolyt Material stecken, um sie abzustreifen. Also diese Bio Elektroden fangen und freilassen Ionen mehr leicht als Elektroden in normale Batterien, auch bei niedrigen Temperaturen, sagt Dong.

 

Da die Ionen besser fließen und leichter mit den Elektroden bei niedrigeren Temperaturen zu verbinden, behält die Batterie etwa 70 Prozent der seine Ladekapazität Raumtemperatur auch bei –70 ° C.

 

Batteriezellen im neuen Design weniger Energie pro Gramm als standard Lithium-Ionen-Batterien, packen, sagt noch, Shirley Meng, Materialien Wissenschaftler an der University of California, San Diego, nicht an den Arbeiten beteiligt. Sie möchte sehen, ob eine Energie-Dichte Version der Batterie gebaut werden kann.

 

Zitate

X. Dong Et Al. Bio Batterien betrieben bei –70 ° C. Joule. Online-28. Februar 2018 veröffentlicht. doi:10.1016/j.Joule.2018.01.017.

 

Weiterführende Literatur

E. Conover. Neue "intelligente" Fasern hemmen Brände in Lithium-Ionen-Batterien. Wissenschafts-Nachrichten. Bd. 191, 18. Februar 2017, s. 19.

 

S. Gaidos. Bessere Akkus nach vorne. Wissenschafts-Nachrichten. Bd. 191, 21. Januar 2017, s. 22.

 

A. Yeager. Elektrolyten austauschen könnten große Batterie Brände verhindern. Wissenschaftsnachrichten Online, 10. Februar 2014.

 

D. Powell. Alte Batterie bekommt ein neues Hightech-Gesicht. Wissenschaftsnachrichten Online, 26. Juni 2012.