Қатты денелі аккумуляторлар суықтан зардап шеге ме?

Суық қатты денелі батареяларға қалай әсер етедіжәне бұл бойынша не істеліп жатыр:

Неліктен суық тию қиындық тудырады

1. Төмен иондық өткізгіштік

   • Қатты электролиттер (керамика, сульфидтер, полимерлер) литий иондарының қатты кристалды немесе полимерлі құрылымдар арқылы өтуіне негізделген.

   • Төмен температурада бұл секіру баяулайды, сондықтанішкі кедергі артадыжәне қуат беру төмендейді.

2. Интерфейс мәселелері

   • Қатты күйдегі аккумуляторда қатты электролит пен электродтар арасындағы байланыс өте маңызды.

   • Суық температура материалдардың әртүрлі жылдамдықпен кішіреюіне әкелуі мүмкін, бұлмикро-саңылауларинтерфейстерде → ион ағынын нашарлатады.

3. Зарядтау қиындығы

   • Сұйық литий-ионды батареялар сияқты, өте төмен температурада зарядтау қауіптілитиймен қаптау(анодта металл литийдің түзілуі).

   • Қатты күйде бұл одан да зиянды болуы мүмкін, себебі дендриттер (ине тәрізді литий шөгінділері) қатты электролитті жарып жіберуі мүмкін.

Кәдімгі литий-ионмен салыстырғанда

• Сұйық электролит литий-ионСуық сұйықтықты қоюлатады (өткізгіштігі аз), зарядтау қашықтығын және жылдамдығын төмендетеді.

• Қатты денелі литий-ионСуықта қауіпсіз (сұйықтықты мұздату/ағып кету жоқ), бірақөткізгіштігін әлі де жоғалтадысебебі қатты заттар төмен температурада иондарды жақсы тасымалдамайды.

Зерттеудегі қазіргі шешімдер

1. Сульфидті электролиттер

   • Кейбір сульфид негізіндегі қатты электролиттер 0°C-тан төмен температурада да салыстырмалы түрде жоғары өткізгіштікті сақтайды.

   • Суық аймақтардағы электромобильдер үшін перспективалы.

2. Полимер-керамикалық будандар

   • Иілгіш полимерлерді керамикалық бөлшектермен біріктіру қауіпсіздікті сақтай отырып, төмен температурада ион ағынын жақсартады.

3. Интерфейс инженериясы

   • Температура ауытқуы кезінде электрод-электролит байланысын тұрақты ұстау үшін жабындар немесе буферлік қабаттар жасалуда.

4. Электр көліктеріндегі алдын ала қыздыру жүйелері

   • Бүгінгі электромобильдер сұйық аккумуляторларды зарядтау алдында қыздыратыны сияқты, болашақ қатты күйдегі электромобильдер де пайдалануы мүмкінжылуды басқаружасушаларды ең қолайлы диапазонда (15-35 °C) ұстау үшін.

Қысқаша мазмұны:
Қатты денелі батареялар суықтан шынымен де зардап шегеді, негізінен ион өткізгіштігінің және интерфейс кедергісінің төмендеуіне байланысты. Олар мұндай жағдайларда сұйық литий-ионға қарағанда қауіпсіз, бірақөнімділік (диапазон, зарядтау жылдамдығы, қуат шығысы) 0 °C-тан айтарлықтай төмендеуі мүмкінЗерттеушілер суықта өткізгіштігін сақтайтын электролиттер мен конструкциялар бойынша белсенді жұмыс істеп жатыр, тіпті қысқы климатта да электромобильдерді сенімді пайдалануды мақсат етіп отыр.