A ndikohen bateritë në gjendje të ngurtë nga i ftohti?

Si ndikon i ftohti në bateritë në gjendje të ngurtëdhe çfarë po bëhet në lidhje me të:

Pse i ftohti është një sfidë

1. Përçueshmëri jonike më e ulët

   • Elektrolitet e ngurta (qeramikat, sulfidet, polimeret) mbështeten në jonet e litiumit që kalojnë nëpër strukturat e ngurta kristalore ose polimerike.

   • Në temperatura të ulëta, ky kërcim ngadalësohet, kështu qërezistenca e brendshme rritetdhe shpërndarja e energjisë bie.

2. Probleme me ndërfaqen

   • Në një bateri në gjendje të ngurtë, kontakti midis elektrolitit të ngurtë dhe elektrodave është thelbësor.

   • Temperaturat e ftohta mund të tkurrin materialet me shpejtësi të ndryshme, duke krijuarmikro-boshllëqenë ndërfaqe → duke e përkeqësuar rrjedhën e joneve.

3. Vështirësi në karikim

   • Ashtu si bateritë e lëngshme litium-jon, karikimi në temperatura shumë të ulëta rrezikon...veshja me litium(formimi i litiumit metalik në anodë).

   • Në gjendje të ngurtë, kjo mund të jetë edhe më e dëmshme, pasi dendritet (depozitat e litiumit në formë gjilpëre) mund ta plasarisin elektrolitin e ngurtë.

Krahasuar me litium-jonin e rregullt

• Elektrolit i lëngshëm litium-jonI ftohti e bën lëngun më të trashë (më pak përçues), duke zvogëluar rrezen dhe shpejtësinë e karikimit.

• Litium-jon në gjendje të ngurtëMë i sigurt në të ftohtë (pa ngrirje/rrjedhje të lëngjeve), porende humbet përçueshmërinësepse trupat e ngurtë nuk i transportojnë mirë jonet në temperatura të ulëta.

Zgjidhjet aktuale në kërkim

1. Elektrolite sulfidesh

   • Disa elektrolite të ngurta me bazë sulfidi ruajnë përçueshmëri relativisht të lartë edhe nën 0 °C.

   • Premtuese për automjetet elektrike në rajonet e ftohta.

2. Hibridet polimer-qeramik

   • Kombinimi i polimereve fleksibël me grimcat qeramike përmirëson rrjedhën e joneve në temperatura të ulëta duke ruajtur sigurinë.

3. Inxhinieri ndërfaqesh

   • Veshje ose shtresa tampon po zhvillohen për të mbajtur të qëndrueshëm kontaktin elektrodë-elektrolit gjatë luhatjeve të temperaturës.

4. Sistemet e parangrohjes në automjetet elektrike

   • Ashtu si automjetet elektrike të sotme ngrohin bateritë e lëngshme para se të karikohen, automjetet elektrike në gjendje të ngurtë në të ardhmen mund të përdorin...menaxhim termikpër të mbajtur qelizat në diapazonin e tyre ideal (15–35 °C).

Përmbledhje:
Bateritë në gjendje të ngurtë preken vërtet nga të ftohtit, kryesisht për shkak të përçueshmërisë më të ulët të joneve dhe rezistencës së ndërfaqes. Ato janë akoma më të sigurta se bateritë e lëngshme me litium-jon në ato kushte, porPerformanca (diapazoni, shkalla e karikimit, prodhimi i energjisë) mund të bjerë ndjeshëm nën 0 °CStudiuesit po punojnë në mënyrë aktive mbi elektrolite dhe dizajne që qëndrojnë përçuese në të ftohtë, duke synuar përdorim të besueshëm në automjete elektrike edhe në klimat dimërore.