Elbilar kämpar med extrema temperaturer, främst på grund av påverkan på elektrolytlösningarna i deras litiumjonbatterier. Nu, forskare har utvecklat nya elektrolyter som innehåller flera tillsatser som fungerar bättre över ett brett temperaturområde. De rapporterar sina resultat i ACS tillämpade material och gränssnitt .

Litiumjonbatterier används ofta i mobiltelefoner, bärbara datorer och elfordon. Elektrolytlösningarna i dessa batterier leder joner mellan den negativa elektroden (anod) och den positiva elektroden (katoden) för att driva batteriet. En oumbärlig komponent i de flesta av dessa lösningar, etylenkarbonat hjälper till att skapa ett skyddande lager, förhindra ytterligare nedbrytning av elektrolytkomponenter när de interagerar med anoden. Dock, etylenkarbonat har en hög smältpunkt, vilket begränsar dess prestanda vid låga temperaturer. Wu Xu och kollegor visade tidigare att de kunde utöka temperaturområdet för litiumjonbatterier genom att delvis ersätta etylenkarbonat med propylenkarbonat och lägga till cesiumhexafluorfosfat. Men de ville förbättra temperaturområdet ytterligare, så att litiumjonbatterier kan fungera bra från -40 till 140 F.

Forskarna testade effekterna av fem elektrolyttillsatser på prestanda hos litiumjonbatterier inom detta temperaturområde. De identifierade en optimerad kombination av tre föreningar som de lade till sin tidigare elektrolytlösning. Denna nya kombination orsakade bildandet av mycket ledande, enhetliga och robusta skyddsskikt på både anoden och katoden. Batterier som innehöll den optimerade elektrolyten hade avsevärt förbättrad urladdningsprestanda vid -40 F och långvarig cykelstabilitet vid 77 F, tillsammans med något förbättrad cykelstabilitet vid 140 F.