Vai cietvielu akumulatorus ietekmē aukstums?

Kā aukstums ietekmē cietvielu baterijasun kas tiek darīts lietas labā:

Kāpēc aukstums ir izaicinājums

1. Zemāka jonu vadītspēja

   • Cietie elektrolīti (keramika, sulfīdi, polimēri) balstās uz litija jonu lēkšanu cauri stingrām kristāla vai polimēru struktūrām.

   • Zemā temperatūrā šī lēciena palēninās, tāpēciekšējā pretestība palielināsun jaudas padeve samazinās.

2. Saskarnes problēmas

   • Cietvielu akumulatorā ļoti svarīgs ir kontakts starp cieto elektrolītu un elektrodiem.

   • Aukstā temperatūrā materiāli var sarukt dažādos ātrumos, radotmikrospraugassaskarnēs → pasliktinot jonu plūsmu.

3. Uzlādes grūtības

   • Tāpat kā šķidro litija jonu akumulatoru uzlāde ļoti zemā temperatūrā rada riskuslitija pārklājums(uz anoda veidojas metālisks litijs).

   • Cietā stāvoklī tas var būt vēl kaitīgāks, jo dendrīti (adatas veida litija nogulsnes) var saplaisāt cieto elektrolītu.

Salīdzinot ar parasto litija jonu akumulatoru

• Šķidrais elektrolīts litija jonuAukstums padara šķidrumu biezāku (mazāk vadošu), samazinot darbības rādiusu un uzlādes ātrumu.

• Cietvielu litija jonu akumulatorsDrošāk aukstumā (šķidrums nesasalst/nenoplūst), betjoprojām zaudē vadītspējujo cietās vielas zemā temperatūrā slikti transportē jonus.

Pašreizējie risinājumi pētniecībā

1. Sulfīdu elektrolīti

   • Daži uz sulfīdiem balstīti cietie elektrolīti saglabā relatīvi augstu vadītspēju pat zem 0 °C.

   • Daudzsološs elektrotransportlīdzekļiem aukstos reģionos.

2. Polimēru-keramikas hibrīdi

   • Elastīgu polimēru apvienošana ar keramikas daļiņām uzlabo jonu plūsmu zemā temperatūrā, vienlaikus saglabājot drošību.

3. Saskarņu inženierija

   • Tiek izstrādāti pārklājumi vai bufera slāņi, lai temperatūras svārstību laikā saglabātu elektroda un elektrolīta kontakta stabilitāti.

4. Elektroautomobiļu priekšsildīšanas sistēmas

   • Tāpat kā mūsdienu elektrotransportlīdzekļi pirms uzlādes uzsilda šķidrā tipa akumulatorus, nākotnes cietvielu elektrotransportlīdzekļi varētu izmantottermiskā pārvaldībalai šūnas uzturētu ideālajā temperatūras diapazonā (15–35 °C).

Kopsavilkums:
Cietvielu akumulatorus patiešām ietekmē aukstums, galvenokārt zemākas jonu vadītspējas un saskarnes pretestības dēļ. Šādos apstākļos tie joprojām ir drošāki par šķidrajiem litija jonu akumulatoriem, tačuveiktspēja (diapazons, uzlādes ātrums, jauda) var ievērojami samazināties zem 0 °CPētnieki aktīvi strādā pie elektrolītiem un konstrukcijām, kas saglabā vadošu spēku aukstumā, cenšoties nodrošināt uzticamu izmantošanu elektrotransportlīdzekļos pat ziemas klimatā.