მოქმედებს თუ არა სიცივე მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებზე?

როგორ მოქმედებს სიცივე მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებზედა რა კეთდება ამასთან დაკავშირებით:

რატომ არის სიცივე გამოწვევა

1. დაბალი იონური გამტარობა

   • მყარი ელექტროლიტები (კერამიკა, სულფიდები, პოლიმერები) დამოკიდებულია ლითიუმის იონებზე, რომლებიც ხისტ კრისტალურ ან პოლიმერულ სტრუქტურებში ხტუნაობენ.

   • დაბალ ტემპერატურაზე ეს ხტომა შენელდება, ამიტომშინაგანი წინააღმდეგობა იზრდებადა სიმძლავრის მიწოდება ეცემა.

2. ინტერფეისის პრობლემები

   • მყარი მდგომარეობის აკუმულატორში მყარ ელექტროლიტსა და ელექტროდებს შორის კონტაქტი გადამწყვეტია.

   • ცივმა ტემპერატურამ შეიძლება მასალები სხვადასხვა სიჩქარით შეკუმშოს, რაც ქმნისმიკრო-ხარვეზებიინტერფეისებზე → იონების ნაკადის გაუარესება.

3. დატენვის სირთულე

   • ისევე როგორც თხევადი ლითიუმ-იონური აკუმულატორები, ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე დატენვა რისკავსლითიუმის მოოქროვა(ანოდზე მეტალური ლითიუმის წარმოქმნა).

   • მყარ მდგომარეობაში ეს შეიძლება კიდევ უფრო დამაზიანებელი იყოს, რადგან დენდრიტებს (ნემსისებრ ლითიუმის დეპოზიტებს) შეუძლიათ მყარი ელექტროლიტის გაბზარვა.

ჩვეულებრივ ლითიუმ-იონურთან შედარებით

• თხევადი ელექტროლიტი ლითიუმ-იონურისიცივე სითხეს უფრო სქელს ხდის (ნაკლებად გამტარს), ამცირებს დიაპაზონს და დატენვის სიჩქარეს.

• მყარი მდგომარეობის ლითიუმ-იონურიუფრო უსაფრთხოა სიცივეში (სითხის გაყინვა/გაჟონვა არ ხდება), მაგრამმაინც კარგავს გამტარობასრადგან მყარი სხეულები იონებს დაბალ ტემპერატურაზე კარგად ვერ გადაიტანენ.

კვლევაში არსებული გადაწყვეტილებები

1. სულფიდური ელექტროლიტები

   • ზოგიერთი სულფიდზე დაფუძნებული მყარი ელექტროლიტი ინარჩუნებს შედარებით მაღალ გამტარობას 0°C-ზე დაბლაც კი.

   • პერსპექტიული მოვლენაა ელექტრომობილებისთვის ცივ რეგიონებში.

2. პოლიმერ-კერამიკული ჰიბრიდები

   • მოქნილი პოლიმერების კერამიკულ ნაწილაკებთან შერწყმა აუმჯობესებს იონების ნაკადს დაბალ ტემპერატურაზე, უსაფრთხოების შენარჩუნებით.

3. ინტერფეისის ინჟინერია

   • ტემპერატურის ცვალებადობის დროს ელექტროდ-ელექტროლიტის კონტაქტის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად, მუშავდება საფარი ან ბუფერული ფენები.

4. ელექტრომობილებში წინასწარი გათბობის სისტემები

   • ისევე, როგორც დღევანდელი ელექტრომობილები თხევად აკუმულატორებს ათბობენ დატენვამდე, მომავალი მყარი მდგომარეობის ელექტრომობილები შეიძლება გამოიყენონთერმული მართვაუჯრედების იდეალურ დიაპაზონში (15–35 °C) შესანარჩუნებლად.

რეზიუმე:
მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებზე სიცივე მართლაც მოქმედებს, ძირითადად იონური გამტარობისა და ინტერფეისის წინააღმდეგობის დაბალი გამო. ასეთ პირობებში ისინი მაინც უფრო უსაფრთხოა, ვიდრე თხევადი ლითიუმ-იონური აკუმულატორები, თუმცამუშაობის სიჩქარე (დიაპაზონი, დატენვის სიჩქარე, გამომავალი სიმძლავრე) შეიძლება მნიშვნელოვნად დაეცეს 0°C-ზე დაბლა.მკვლევარები აქტიურად მუშაობენ ელექტროლიტებსა და დიზაინებზე, რომლებიც სიცივეში ელექტროგამტარობას ინარჩუნებენ, რათა ელექტრომობილებში მათი საიმედო გამოყენება ზამთრის კლიმატშიც კი უზრუნველყონ.