Niedrige Temperaturen im Winter können chemische Reaktionen in den Batterien von Elektrofahrzeugen verlangsamen, wodurch sich die Ladezeiten verlängern und die Ladungsmenge in Lithium-Ionen-Batterien verringert wird. Auch extrem heißes Wetter kann die Leistung von Elektrofahrzeugen beeinträchtigen, da hohe Umgebungstemperaturen auch die Reichweite erheblich verringern können. Mittlerweile gehen Forscher diese Probleme jedoch gezielt an und arbeiten an verschiedenen Strategien, um Batterien kälteresistenter zu machen.
Eine Möglichkeit, die Ladezeiten bei kaltem Wetter zu verbessern, besteht darin, den Elektrolyten so zu modifizieren, dass er gleichzeitig eine hohe Ionenleitfähigkeit, eine niedrige Lösungsenergie und einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist und eine anionische anorganische Phase bildet. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Fan Xiulin, einem Professor an der Zhejiang-Universität in China, hat gerade in der Zeitschrift Nature einen Artikel veröffentlicht, in dem detailliert beschrieben wird, wie dies zu bewerkstelligen ist. Dieser Schritt könnte weitreichende Auswirkungen haben und Elektrofahrzeuge bei extremen Wetterbedingungen praktischer machen.
Die Forscher glauben, dass eine der besten Möglichkeiten zur Verbesserung der Elektrolytqualität darin besteht, kleine Lösungsmittel mit niedriger Löslichkeitsenergie zu verwenden, die die Art und Weise verändern können, wie sich Lithiumionen durch den Elektrolyten bewegen, wodurch die Leitfähigkeit erhöht und der Ladevorgang beschleunigt wird. Zu diesem Zweck verwendeten die Forscher ein Lösungsmittel namens Fluoracetonitril (FAN), von dem sie glauben, dass es Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen wird, gleichzeitig eine hohe Energiedichte, schnelles Laden und einen breiten Betriebstemperaturbereich zu erreichen.
Es ist erwähnenswert, dass dies nicht das erste Mal ist, dass Forscher versuchen, das Problem von Metallionenbatterien bei extremen Wetterbedingungen zu lösen. Vor einigen Jahren veröffentlichten ZhengChen, ein Materialwissenschaftler und Ingenieur an der University of California in San Diego, und seine Kollegen einen Artikel, in dem sie einen neuen Elektrolyten beschrieben, der ihrer Meinung nach bei extremen Wetterbedingungen von minus 40 Grad Fahrenheit (minus 40 Grad Celsius) bis 122 Grad Fahrenheit (50 Grad Celsius) besser funktionierte als aktuelle Lösungen.
Elektrofahrzeuge sind in den letzten Jahren immer beliebter geworden, aber aus verschiedenen Gründen entscheidet sich die überwiegende Mehrheit der Autokäufer immer noch für traditionelle Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor (ICE). Die meisten konventionellen Autobesitzer geben lange Ladezeiten als Hauptgrund dafür an, dass sie sich gegen den Kauf eines Elektroautos entscheiden, aber auch Horrorgeschichten über Autos, die bei schlechtem Wetter kaputt gehen, erschweren den Umstieg auf Elektrofahrzeuge.
Während die oben erwähnte Forschung zu neuen Elektrolyten eine große gute Nachricht für die gesamte Elektrofahrzeugindustrie ist, hoffen Unternehmen wie Tesla und Rivian, dass diese neuen Elektrolyte in naher Zukunft in tatsächliche Elektrofahrzeugbatterien integriert werden können. Wenn dies gelingt, würde dies die Batterielebensdauer verbessern und die Ladegeschwindigkeit bei extremen Wetterbedingungen verringern, wodurch Elektrofahrzeuge bei kalten Bedingungen praktischer denn je wären.