En ny typebatteri for elektriske kjøretøykan overleve lenger i ekstreme varme og kalde temperaturer, ifølge en fersk studie.

Forskere sier at batteriene ville tillate elbiler å reise lenger på en enkelt lading i kalde temperaturer - og de ville være mindre utsatt for overoppheting i varmt klima.

Dette vil resultere i sjeldnere lading for elbilførere, samt gibatterieret lengre liv.

Det amerikanske forskerteamet skapte et nytt stoff som er kjemisk mer motstandsdyktig mot ekstreme temperaturer og som legges til høyenergilitiumbatterier.

"Du trenger høytemperaturdrift i områder der omgivelsestemperaturen kan nå de tre sifrene og veiene blir enda varmere," sa seniorforfatter professor Zheng Chen ved University of California-San Diego.

"I elektriske kjøretøy er batteripakkene vanligvis under gulvet, nær disse varme veiene.Batteriene varmes også opp bare fra å ha en strømgjennomgang under drift.

"Hvis batteriene ikke tåler denne oppvarmingen ved høy temperatur, vil ytelsen raskt forringes."

I en artikkel publisert mandag i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences beskriver forskerne hvordan batteriene i tester holdt 87,5 prosent og 115,9 prosent av energikapasiteten ved –40 Celsius (–104 Fahrenheit) og 50 Celsius (122 Fahrenheit) ) henholdsvis.

De hadde også høy Coulombic-effektivitet på henholdsvis 98,2 prosent og 98,7 prosent, noe som betyr at batteriene kan gå gjennom flere ladesykluser før de slutter å fungere.

Dette skyldes en elektrolytt som er laget av litiumsalt og dibutyleter, en fargeløs væske som brukes i en del produksjon som legemidler og plantevernmidler.

Dibutyleter hjelper fordi molekylene ikke spiller ball med litiumioner lett når batteriet går, og forbedrer ytelsen i minusgrader.

I tillegg kan dibutyleter lett tåle varmen ved kokepunktet på 141 Celsius (285,8 Fahrenheit) betyr at den forblir flytende ved høye temperaturer.

Det som gjør denne elektrolytten så spesiell er at den kan utnyttes med et litium-svovelbatteri, som er oppladbart og har en anode av litium og en katode laget av svovel.

Anoder og katoder er de delene av batteriet som den elektriske strømmen går gjennom.

Litium-svovel-batterier er et viktig neste trinn i EV-batterier fordi de kan lagre opptil to ganger mer energi per kilo enn dagens litium-ion-batterier.

Dette kan doble rekkevidden av elbiler uten å øke vekten påbatteripakke samtidig som kostnadene holdes nede.

Svovel er også mer rikelig og forårsaker mindre miljømessige og menneskelige lidelser for kilden enn kobolt, som brukes i tradisjonelle litiumionbatterikatoder.

Vanligvis er det et problem med litium-svovel-batterier - svovelkatoder er så reaktive at de løses opp når batteriet går, og dette blir verre ved høyere temperaturer.

Og litiummetallanoder kan danne nållignende strukturer kalt dendritter som kan stikke hull på deler av batteriet fordi det kortslutter.

Som et resultat varer disse batteriene bare opptil titalls sykluser.

Dibutyleterelektrolytten utviklet av UC-San Diego-teamet løser disse problemene, selv ved ekstreme temperaturer.

Batteriene de testet hadde mye lengre levetid enn et typisk litium-svovelbatteri.

"Hvis du vil ha et batteri med høy energitetthet, må du vanligvis bruke veldig hard, komplisert kjemi," sa Chen.

"Høy energi betyr at flere reaksjoner skjer, noe som betyr mindre stabilitet, mer nedbrytning.

"Å lage et høyenergibatteri som er stabilt er en vanskelig oppgave i seg selv - å prøve å gjøre dette gjennom et bredt temperaturområde er enda mer utfordrende.

"Vår elektrolytt bidrar til å forbedre både katodesiden og anodesiden samtidig som den gir høy ledningsevne og grensesnittstabilitet."

Teamet konstruerte også svovelkatoden for å være mer stabil ved å pode den til en polymer.Dette forhindrer at mer svovel løses opp i elektrolytten.

De neste trinnene inkluderer å skalere opp batterikjemien slik at den fungerer ved enda høyere temperaturer og vil forlenge syklusens levetid ytterligere.