Elektrische auto's worstelen met extreme temperaturen, voornamelijk vanwege de impact op de elektrolytoplossingen in hun lithium-ionbatterijen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben nieuwe elektrolyten ontwikkeld die meerdere additieven bevatten die beter werken over een breed temperatuurbereik. Ze rapporteren hun resultaten in ACS toegepaste materialen en interfaces .

Lithium-ionbatterijen worden veel gebruikt in mobiele telefoons, laptops en elektrische voertuigen. De elektrolytoplossingen in deze batterijen geleiden ionen tussen de negatieve elektrode (anode) en positieve elektrode (kathode) om de batterij van stroom te voorzien. Een onmisbaar onderdeel van de meeste van deze oplossingen, ethyleencarbonaat helpt een beschermende laag te creëren, het voorkomen van verdere ontleding van elektrolytcomponenten wanneer ze interageren met de anode. Echter, ethyleencarbonaat heeft een hoog smeltpunt, die zijn prestaties bij lage temperaturen beperkt. Wu Xu en collega's toonden eerder aan dat ze het temperatuurbereik van lithium-ionbatterijen konden vergroten door ethyleencarbonaat gedeeltelijk te vervangen door propyleencarbonaat en cesiumhexafluorfosfaat toe te voegen. Maar ze wilden het temperatuurbereik nog verder verbeteren, zodat lithium-ionbatterijen goed konden presteren van -40 tot 140 F.

De onderzoekers testten de effecten van vijf elektrolytadditieven op de prestaties van lithium-ionbatterijen binnen dit temperatuurbereik. Ze identificeerden een geoptimaliseerde combinatie van drie verbindingen die ze aan hun vorige elektrolytoplossing hadden toegevoegd. Deze nieuwe combinatie veroorzaakte de vorming van sterk geleidende, uniforme en robuuste beschermlagen op zowel de anode als de kathode. Batterijen die de geoptimaliseerde elektrolyt bevatten, hadden sterk verbeterde ontlaadprestaties bij -40 F en langdurige cyclusstabiliteit bij 77 F, samen met een licht verbeterde fietsstabiliteit bij 140 F.