Make this article seo compatible,Let there be subheadings for the article, be in french, create at least 700 words Les personnes qui vivent dans des climats froids et conduisent des voitures électriques savent que les batteries lithium-ion de leur voiture ne fonctionnent pas aussi bien à des températures glaciales. Ils ne chargent pas aussi vite et ne vont pas aussi loin. C’est un problème, mais le Laboratoire national d’Argonne dit qu’il pourrait avoir la réponse. Dans un article de blog, les scientifiques d’Argonne affirment que dans les batteries lithium-ion d’aujourd’hui, l’électrolyte liquide qui sert de voie aux ions pour se déplacer entre la cathode et l’anode lorsque la batterie se charge et se décharge commence à geler à des températures inférieures à zéro. . Cette condition limite considérablement l’efficacité de la recharge des véhicules électriques dans les régions et les saisons froides. Le laboratoire national d’Argonne pourrait avoir la réponse Une équipe de scientifiques des laboratoires nationaux Argonne et Lawrence Berkeley a collaboré pour développer un électrolyte fluoré qui fonctionne bien même à des températures inférieures à zéro. « Nos recherches ont ainsi démontré comment adapter la structure atomique des solvants électrolytiques pour concevoir de nouveaux électrolytes pour des températures inférieures à zéro », explique John Zhang, qui dirige le groupe de recherche au Argonne National Lab. « Notre équipe a non seulement trouvé un électrolyte antigel dont les performances de charge ne diminuent pas à moins 4 degrés Fahrenheit, mais nous avons également découvert, au niveau atomique, ce qui le rend si efficace », a déclaré Zhang, chimiste principal et chef de groupe à Argonne. Division des sciences et de l’ingénierie chimiques. Cet électrolyte à basse température est prometteur pour les batteries des véhicules électriques, ainsi que pour le stockage d’énergie des réseaux électriques et de l’électronique grand public comme les ordinateurs et les téléphones. Comment fonctionnent les batteries au lithium-ion Vous n’avez pas besoin de savoir comment fonctionne une batterie pour conduire une voiture électrique, tout comme vous n’avez pas besoin de savoir comment fonctionne un moteur à quatre temps pour conduire une voiture conventionnelle. La plupart d’entre nous n’ont probablement guère plus qu’une compréhension rudimentaire du fonctionnement des batteries lithium-ion. Argonne Lab explique que l’électrolyte utilisé dans la plupart des batteries lithium-ion aujourd’hui est un mélange d’un sel largement disponible – l’hexafluorophosphate de lithium – et de solvants carbonates tels que le carbonate d’éthylène. Les solvants dissolvent le sel pour former un liquide. Lorsqu’une batterie est chargée, l’électrolyte liquide transporte les ions lithium de la cathode, qui est généralement un oxyde contenant du lithium, vers l’anode, qui est généralement en graphite. Ces ions migrent hors de la cathode, puis traversent l’électrolyte pour se rendre dans l’anode. Pendant qu’ils sont transportés à travers l’électrolyte, ils se trouvent au centre d’amas de quatre ou cinq molécules de solvant. Au cours des premières charges, ces amas frappent la surface de l’anode et forment une couche protectrice appelée interphase électrolyte solide. Une fois formée, cette couche agit comme un filtre. Il ne laisse passer que les ions lithium à travers la couche tout en bloquant les molécules de solvant. C’est ce qui permet à l’anode de stocker des atomes de lithium dans la structure du graphite lorsque la batterie est chargée. Lors de la phase de décharge, les réactions électrochimiques libèrent des électrons du lithium pour générer de l’électricité qui est ensuite utilisée pour alimenter les véhicules électriques. Pourquoi les performances chutent à froid Lorsque la température baisse, l’électrolyte contenant des solvants carbonates commence à geler. Cela lui fait perdre sa capacité à transporter les ions lithium vers l’anode pendant la charge, car les ions lithium sont si étroitement liés dans les amas de solvants. Par conséquent, ces ions nécessitent une énergie beaucoup plus élevée pour évacuer leurs amas et pénétrer la couche d’interface qu’ils ne le font à température ambiante. Les scientifiques pensaient que la solution aux mauvaises performances par temps froid était de trouver un meilleur solvant qui ne gèlerait pas. L’équipe a étudié plusieurs solvants infusés de fluor et a pu identifier celui qui présentait la barrière d’énergie la plus faible pour libérer les ions lithium des amas à une température inférieure à zéro. Ils ont également déterminé à l’échelle atomique pourquoi cette composition particulière fonctionnait si bien – cela dépendait de la position des atomes de fluor dans chaque molécule de solvant et de leur nombre. Lors des tests avec des cellules de laboratoire, l’électrolyte fluoré a conservé une capacité de stockage d’énergie stable pendant 400 cycles de charge/décharge à moins 4 degrés Fahrenheit. Même à cette température, la capacité de la batterie était équivalente à celle d’une cellule avec un électrolyte classique à base de carbonate à température ambiante. « Nos recherches ont ainsi démontré comment adapter la structure atomique des solvants électrolytiques pour concevoir de nouveaux électrolytes pour des températures inférieures à zéro », a déclaré Zhang. L’électrolyte antigel est également venu avec un bonus important. Il est beaucoup plus sûr que les électrolytes à base de carbonate actuellement utilisés, car il ne s’enflamme pas. « Nous brevetons notre électrolyte à basse température et plus sûr et recherchons maintenant un partenaire industriel pour l’adapter à l’une de leurs conceptions pour les batteries lithium-ion », a déclaré Zhang. Les collègues scientifiques de Zhang à Argonne sont Dong-Joo Yoo, Qian Liu et Minkyu Kim. Les auteurs du Berkeley Lab sont Orion Cohen et Kristin Persson. Les travaux ont été financés par le BICHE Bureau de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables, Bureau des technologies des véhicules. Plonger dans les détails Crédit image: Argonne National Lab via Advanced Energy Materials La recherche est expliquée en détail exquis dans le journal Matériaux énergétiques avancés. Je ne suis pas un scientifique et je n’en ai jamais joué à la télévision. C’est une bonne chose parce que la prose turgescente de la plupart des écrits scientifiques me glace les yeux. Si vous souhaitez en savoir plus sur cette recherche, je vous encourage à suivre le lien ci-dessus et à vous assommer. Le document de recherche porte le titre accrocheur de « Conception rationnelle d’électrolytes fluorés pour les batteries lithium-ion à basse température ». Beaucoup de Clean Technica les lecteurs sont assez avertis en ce qui concerne les choses alimentées par l’électricité et je sais que beaucoup d’entre vous veulent savoir si ce nouvel électrolyte présente des inconvénients négatifs à température ambiante ou réduit la durée de vie de la batterie – ce qui pourrait empêcher les fabricants de batteries de s’intéresser à ce nouveau technologie. Voici un extrait de la recherche qui peut répondre à certaines de ces préoccupations. « La cyclabilité à long terme à des taux C élevés et à basses températures est considérée comme l’un des aspects les plus difficiles pour les batteries lithium-ion. Pour prouver la supériorité de nos électrolytes, nous avons effectué des tests de cyclage à long terme dans diverses conditions. « Lorsqu’un courant de 2 C a été appliqué à 25 ° C, l’électrolyte d’acétate d’éthyle avec du fluor s’est progressivement dégradé jusqu’à une rétention de capacité de 73% après 400 cycles tandis que l’électrolyte d’acétate d’éthyle avec additif LiDFOB a montré la meilleure rétention de capacité de 91% après 400 cycles. Cette tendance se poursuit à un courant encore plus élevé de 6 C. « Alors que Gen 2 s’est rapidement dégradé à 34% en 50 cycles, l’électrolyte avec additif LiDFOB a montré la meilleure rétention de capacité de 85% même après 500 cycles. Lorsqu’un courant de C / 3 a été appliqué à -20 ° C, les électrolytes Gen 2 et acétate d’éthyle ont montré une forte dégradation de la capacité, correspondant à une rétention de capacité de 7, 5% et 34% après 300 cycles, respectivement. « À l’opposé, l’acétate d’éthyle avec électrolyte fluoré avec additif LiDFOB a montré une perte de capacité négligeable et a conservé une capacité de 97 % même après 300 cycles. De plus, dans toutes les conditions de test, les efficacités coulombiennes de l’électrolyte EA-f avec additif LiDFOB étaient supérieures à celles des autres électrolytes. Ce résultat de test de cycle révèle la stabilité supérieure de notre électrolyte pour une charge rapide et des opérations à basse température. Les plats à emporter Les moteurs à combustion interne d’aujourd’hui partagent peu de caractéristiques avec les moteurs d’il y a 100 ans, à l’exception du principe de base du moteur à quatre temps qui peut être réduit à ses bases par cette phrase – Suck, Push, Bang,…
Source link -57
Customize this title in frenchArgonne National Lab crée des batteries lithium-ion qui fonctionnent dans le froid
