Արդյո՞ք պինդ վիճակի մարտկոցները տուժում են ցրտից։

Ինչպես է ցուրտը ազդում պինդ վիճակի մարտկոցների վրաև ինչ է արվում դրա հետ կապված՝

Ինչու է ցուրտը մարտահրավեր

1. ցածր իոնային հաղորդունակություն

   • Պինդ էլեկտրոլիտները (կերամիկա, սուլֆիդներ, պոլիմերներ) հիմնված են լիթիումի իոնների վրա, որոնք ցատկում են կոշտ բյուրեղային կամ պոլիմերային կառուցվածքների միջով։

   • Ցածր ջերմաստիճաններում այս ցատկը դանդաղում է, ուստիներքին դիմադրությունը մեծանում էև հզորության մատակարարումը նվազում է։

2. Ինտերֆեյսի խնդիրներ

   • Պինդ վիճակի մարտկոցում պինդ էլեկտրոլիտի և էլեկտրոդների միջև շփումը կարևոր է։

   • Սառը ջերմաստիճանները կարող են տարբեր արագությամբ կծկել նյութերը՝ ստեղծելովմիկրո-բացթողումներմիջերեսներում → վատթարացնելով իոնային հոսքը։

3. Լիցքավորման դժվարություն

   • Ինչպես հեղուկ լիթիում-իոնային մարտկոցները, շատ ցածր ջերմաստիճաններում լիցքավորումը ռիսկի է ենթարկվումլիթիումի ծածկույթ(անոդի վրա մետաղական լիթիումի առաջացում):

   • Պինդ վիճակում սա կարող է ավելի վնասակար լինել, քանի որ դենդրիտները (ասեղանման լիթիումի նստվածքներ) կարող են ճաքել պինդ էլեկտրոլիտը։

Համեմատած սովորական լիթիում-իոնայինի հետ

• Հեղուկ էլեկտրոլիտ լիթիում-իոնայինՍառը հեղուկը դարձնում է ավելի խիտ (պակաս հաղորդունակ), նվազեցնելով լիցքավորման հեռավորությունը և արագությունը։

• Լիթիում-իոնային պինդ վիճակումԱվելի անվտանգ է սառը վիճակում (հեղուկի սառչում/արտահոսք չի լինում), բայցդեռ կորցնում է հաղորդունակությունըքանի որ պինդ մարմինները լավ չեն տեղափոխում իոնները ցածր ջերմաստիճաններում։

Հետազոտության մեջ առկա ժամանակակից լուծումներ

1. Սուլֆիդային էլեկտրոլիտներ

   • Որոշ սուլֆիդային հիմքով պինդ էլեկտրոլիտներ պահպանում են համեմատաբար բարձր հաղորդականություն նույնիսկ 0°C-ից ցածր ջերմաստիճաններում։

   • Խոստումնալից է էլեկտրական մեքենաների համար ցուրտ շրջաններում։

2. Պոլիմեր-կերամիկական հիբրիդներ

   • Ճկուն պոլիմերների և կերամիկական մասնիկների համադրությունը բարելավում է իոնային հոսքը ցածր ջերմաստիճաններում՝ միաժամանակ պահպանելով անվտանգությունը։

3. Ինտերֆեյսային ճարտարագիտություն

   • Մշակվում են ծածկույթներ կամ բուֆերային շերտեր՝ ջերմաստիճանի տատանումների ժամանակ էլեկտրոդ-էլեկտրոլիտ շփումը կայուն պահելու համար։

4. Էլեկտրական մեքենաների նախնական տաքացման համակարգեր

   • Ճիշտ այնպես, ինչպես այսօրվա էլեկտրական մեքենաները տաքացնում են հեղուկ մարտկոցները լիցքավորվելուց առաջ, ապագայի պինդ վիճակում գտնվող էլեկտրական մեքենաները կարող են օգտագործելջերմային կառավարումբջիջները պահպանելու իրենց իդեալական տիրույթում (15–35 °C):

Ամփոփում.
Պինդ վիճակի մարտկոցները իսկապես տուժում են ցրտից, հիմնականում ցածր իոնային հաղորդունակության և միջերեսային դիմադրության պատճառով։ Այդ պայմաններում դրանք դեռևս ավելի անվտանգ են, քան հեղուկ լիթիում-իոնային մարտկոցները, սակայնարտադրողականությունը (շառավղը, լիցքավորման արագությունը, ելքային հզորությունը) կարող է զգալիորեն իջնել 0°C-ից ցածրՀետազոտողները ակտիվորեն աշխատում են էլեկտրոլիտների և այնպիսի նախագծերի վրա, որոնք ցրտում կպահպանեն իրենց հաղորդունակությունը՝ նպատակ ունենալով էլեկտրական մեքենաներում հուսալի օգտագործումը նույնիսկ ձմեռային կլիմայական պայմաններում։