Math newydd obatri ar gyfer cerbydau trydanyn gallu goroesi'n hirach mewn tymereddau poeth ac oer eithafol, yn ôl astudiaeth ddiweddar.

Mae gwyddonwyr yn dweud y byddai'r batris yn caniatáu i gerbydau trydan deithio ymhellach ar un gwefr mewn tymereddau oer - a byddent yn llai tebygol o orboethi mewn hinsoddau poeth.

Byddai hyn yn arwain at lai o wefru gyrwyr EV yn ogystal â rhoi’rbatrisbywyd hirach.

Creodd y tîm ymchwil Americanaidd sylwedd newydd sy'n fwy gwrthsefyll yn gemegol i dymheredd eithafol a chael ei ychwanegu at fatris lithiwm ynni uchel.

“Mae angen gweithrediad tymheredd uchel mewn ardaloedd lle gall y tymheredd amgylchynol gyrraedd y tri digid a lle mae’r ffyrdd yn mynd hyd yn oed yn boethach,” meddai’r uwch awdur, yr Athro Zheng Chen o Brifysgol California-San Diego.

“Mewn cerbydau trydan, mae’r pecynnau batri fel arfer o dan y llawr, yn agos at y ffyrdd poeth hyn. Hefyd, mae batris yn cynhesu dim ond oherwydd bod cerrynt yn llifo drwyddynt yn ystod y gweithrediad.

“Os na all y batris oddef y cynhesu hwn ar dymheredd uchel, bydd eu perfformiad yn dirywio’n gyflym.”

Mewn papur a gyhoeddwyd ddydd Llun yn y cyfnodolyn Proceedings of the National Academy of Sciences, mae'r ymchwilwyr yn disgrifio sut, mewn profion, y cadwodd y batris 87.5 y cant a 115.9 y cant o'u capasiti ynni ar –40 Celsius (–104 Fahrenheit) a 50 Celsius (122 Fahrenheit) yn y drefn honno.

Roedd ganddyn nhw hefyd effeithlonrwydd Coulombig uchel o 98.2 y cant a 98.7 y cant yn y drefn honno, sy'n golygu y gall y batris fynd trwy fwy o gylchoedd gwefru cyn iddyn nhw roi'r gorau i weithio.

Mae hyn oherwydd electrolyt sydd wedi'i wneud o halen lithiwm ac ether dibutyl, hylif di-liw a ddefnyddir mewn rhai gweithgynhyrchu fel fferyllol a phlaladdwyr.

Mae ether dibutyl yn helpu oherwydd nad yw ei foleciwlau'n chwarae'n hawdd gydag ïonau lithiwm wrth i'r batri redeg ac mae'n gwella ei berfformiad mewn tymereddau is-sero.

Hefyd, gall ether dibutyl wrthsefyll y gwres yn hawdd ar ei bwynt berwi o 141 Celsius (285.8 Fahrenheit) sy'n golygu ei fod yn aros yn hylif ar dymheredd uchel.

Yr hyn sy'n gwneud yr electrolyt hwn mor arbennig yw y gellir ei ddefnyddio gyda batri lithiwm-sylffwr, sy'n ailwefradwy ac sydd ag anod wedi'i wneud o lithiwm a chatod wedi'i wneud o sylffwr.

Anodau a chatodau yw'r rhannau o'r batri y mae'r cerrynt trydanol yn pasio drwyddynt.

Mae batris lithiwm-sylffwr yn gam nesaf arwyddocaol mewn batris cerbydau trydan oherwydd gallant storio hyd at ddwywaith yn fwy o ynni fesul cilogram na batris lithiwm-ion cyfredol.

Gallai hyn ddyblu ystod cerbydau trydan heb gynyddu pwysau'rbatripecynnu gan gadw costau i lawr.

Mae sylffwr hefyd yn fwy niferus ac yn achosi llai o ddioddefaint amgylcheddol a dynol i'r ffynhonnell na cobalt, a ddefnyddir mewn cathodau batri lithiwm-ion traddodiadol.

Yn nodweddiadol, mae problemau gyda batris lithiwm-sylffwr – mae cathodau sylffwr mor adweithiol fel eu bod yn hydoddi pan fydd y batri yn rhedeg ac mae hyn yn gwaethygu ar dymheredd uwch.

A gall anodau metel lithiwm ffurfio strwythurau tebyg i nodwyddau o'r enw dendritau a all dyllu rhannau o'r batri oherwydd eu bod yn achosi cylched fer.

O ganlyniad, dim ond hyd at ddegau o gylchoedd y mae'r batris hyn yn para.

Mae'r electrolyt ether dibutyl a ddatblygwyd gan dîm UC-San Diego yn datrys y problemau hyn, hyd yn oed mewn tymereddau eithafol.

Roedd gan y batris a brofwyd ganddynt oes cylchred hirach o lawer na batri lithiwm-sylffwr nodweddiadol.

"Os ydych chi eisiau batri â dwysedd ynni uchel, fel arfer mae angen i chi ddefnyddio cemeg gymhleth a llym iawn," meddai Chen.

“Mae egni uchel yn golygu bod mwy o adweithiau’n digwydd, sy’n golygu llai o sefydlogrwydd, mwy o ddiraddio.

“Mae gwneud batri ynni uchel sy’n sefydlog yn dasg anodd ynddo’i hun – mae ceisio gwneud hyn drwy ystod tymheredd eang hyd yn oed yn fwy heriol.

“Mae ein electrolyt yn helpu i wella ochr y catod a'r ochr anod wrth ddarparu dargludedd uchel a sefydlogrwydd rhyngwynebol.”

Fe wnaeth y tîm hefyd beiriannu'r catod sylffwr i fod yn fwy sefydlog trwy ei impio i bolymer. Mae hyn yn atal mwy o sylffwr rhag hydoddi i'r electrolyt.

Mae'r camau nesaf yn cynnwys cynyddu cemeg y batri fel ei fod yn gweithredu ar dymheredd hyd yn oed yn uwch a bydd yn ymestyn oes y cylch ymhellach.