Қатты күйдегі батареяларға суық әсер ете ме?

қатты күйдегі батареяларға суық қалай әсер етедіжәне бұл туралы не істеп жатыр:

Неліктен суық - бұл қиындық

1. Төмен иондық өткізгіштік

   • Қатты электролиттер (керамика, сульфидтер, полимерлер) қатты кристалдық немесе полимер құрылымдары арқылы өтетін литий иондарына сүйенеді.

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

2. Интерфейс мәселелері

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

   • Суық температура материалдарды әртүрлі жылдамдықпен қысқартып, түзуі мүмкінмикро- бос орындаринтерфейстерде → ион ағынын нашарлатады.

3. Зарядтау қиындығы

   • Сұйық литий-ионды аккумуляторлар сияқты, өте төмен температурада зарядтау қауіп төндіреділитиймен қаптау(анодта металдық литий түзілуі).

   • Қатты күйде бұл одан да көп зиян келтіруі мүмкін, өйткені дендриттер (ине тәрізді литий шөгінділері) қатты электролитті жарып жіберуі мүмкін.

Кәдімгі литий-ионмен салыстырғанда

• Сұйық электролит литий-ион: Суық сұйықтықты қоюландырады (өткізгіштігі аз), ауқымды және зарядтау жылдамдығын азайтады.

• Қатты күйдегі литий-ион: Суықта қауіпсіз (сұйықтық қатпайды/ағып кетпейді), бірақәлі де өткізгіштігін жоғалтадыөйткені қатты заттар төмен температурада иондарды жақсы тасымалдамайды.

Зерттеудегі қазіргі шешімдер

1. Сульфидті электролиттер

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

   • Суық аймақтардағы EV үшін перспективалы.

2. Полимер-керамикалық гибридтер

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

3. Интерфейс инженериясы

   • Температураның ауытқуы кезінде электрод-электролит байланысын тұрақты ұстау үшін жабындар немесе буферлік қабаттар әзірленуде.

4. Электрлі көліктердегі алдын ала жылыту жүйелері

   • Қазіргі электромобильдер зарядтау алдында сұйық аккумуляторларды қыздыратыны сияқты, болашақта қатты күйдегі электромобильдер де пайдалана алады.термиялық басқаружасушаларды идеалды диапазонда (15–35 °C) ұстау.

Түйіндеме:
Қатты күйдегі батареялар, негізінен, төмен ион өткізгіштігі мен интерфейс кедергісіне байланысты, шын мәнінде суық әсер етеді. Бұл жағдайда олар сұйық литий-ионға қарағанда қауіпсіз, бірақөнімділік (диапазон, заряд жылдамдығы, қуат шығысы) 0 °C-тан айтарлықтай төмендеуі мүмкін. Зерттеушілер электролиттер мен суықта өткізгіш болып қалатын конструкциялармен белсенді түрде жұмыс істеуде, бұл тіпті қысқы климатта да электр машиналарында сенімді пайдалануды көздейді.