Les voitures électriques sont aux prises avec des températures extrêmes, principalement en raison des impacts sur les solutions d'électrolyte dans leurs batteries lithium-ion. Maintenant, les chercheurs ont développé de nouveaux électrolytes contenant de multiples additifs qui fonctionnent mieux sur une large plage de températures. Ils rapportent leurs résultats dans Matériaux et interfaces appliqués ACS .

Les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans les téléphones portables, ordinateurs portables et véhicules électriques. Les solutions d'électrolyte dans ces batteries conduisent des ions entre l'électrode négative (anode) et l'électrode positive (cathode) pour alimenter la batterie. Composant indispensable de la plupart de ces solutions, le carbonate d'éthylène aide à créer une couche protectrice, empêcher une décomposition supplémentaire des composants électrolytiques lorsqu'ils interagissent avec l'anode. Cependant, le carbonate d'éthylène a un point de fusion élevé, ce qui limite ses performances à basse température. Wu Xu et ses collègues ont montré précédemment qu'ils pouvaient étendre la plage de température des batteries lithium-ion en remplaçant partiellement le carbonate d'éthylène par du carbonate de propylène et en ajoutant de l'hexafluorophosphate de césium. Mais ils voulaient encore améliorer la plage de température, afin que les batteries lithium-ion puissent bien fonctionner de -40 à 140 F.

Les chercheurs ont testé les effets de cinq additifs électrolytiques sur les performances des batteries lithium-ion dans cette plage de température. Ils ont identifié une combinaison optimisée de trois composés qu'ils ont ajoutés à leur solution d'électrolyte précédente. Cette nouvelle combinaison a provoqué la formation de matériaux hautement conducteurs, couches de protection uniformes et robustes à la fois sur l'anode et la cathode. Les batteries contenant l'électrolyte optimisé avaient des performances de décharge considérablement améliorées à -40 F et une stabilité de cycle à long terme à 77 F, avec une stabilité de cyclisme légèrement améliorée à 140 F.