Оё батареяҳои сахти ҳолат аз хунукӣ зарар мебинанд?

чӣ гуна сардӣ ба батареяҳои сахтҳосил таъсир мерасонадва дар ин бора чӣ кор карда мешавад:

Чаро сардӣ як мушкил аст

1. Ноқилияти пасти ионӣ

   • Электролитҳои сахт (керамикӣ, сулфидҳо, полимерҳо) ба ионҳои литий, ки тавассути сохторҳои сахти кристаллӣ ё полимерӣ мегузаранд, такя мекунанд.

   • Дар ҳарорати паст, ин ҷаҳиш суст мешавад, бинобар инмуқовимати дохилӣ меафзоядва интиқоли барқ ​​коҳиш меёбад.

2. Мушкилоти интерфейс

   • Дар батареяи сахт-ҳолат, тамос байни электролити сахт ва электродҳо хеле муҳим аст.

   • Ҳарорати хунук метавонад маводҳоро бо суръати гуногун кам кунад ва боисихурд-фосилаҳодар интерфейсҳо → боиси бадтар шудани ҷараёни ионҳо мегардад.

3. Мушкилии пуркунии барқ

   • Мисли батареяҳои литий-иони моеъ, пуркунии барқ ​​дар ҳарорати хеле паст хатар дорадпӯшиши литий(ташаккули литийи металлӣ дар анод).

   • Дар ҳолати сахт, ин метавонад боз ҳам зараровартар бошад, зеро дендритҳо (пасандозҳои литий ба монанди сӯзан) метавонанд электролити сахтро шикананд.

Дар муқоиса бо литий-иони муқаррарӣ

• Электролити моеъ литий-ионХунукӣ моеъро ғафстар (камтар ноқил) мекунад ва масофа ва суръати пуркуниро кам мекунад.

• Литий-иони сахти ҳолат: Дар хунукӣ бехатартар аст (яхкунӣ/рехтани моеъ вуҷуд надорад), аммоҳанӯз ҳам гузаронандагии худро гум мекунадзеро ҷисмҳои сахт дар ҳарорати паст ионҳоро хуб интиқол намедиҳанд.

Роҳҳои ҳалли кунунӣ дар таҳқиқот

1. Электролитҳои сулфидӣ

   • Баъзе электролитҳои сахти дар асоси сулфид буда ҳатто дар ҳарорати аз 0°C пасттар ноқилияти нисбатан баландро нигоҳ медоранд.

   • Барои мошинҳои барқӣ дар минтақаҳои сард умедбахш аст.

2. Гибридҳои полимерӣ-керамикӣ

   • Якҷоя кардани полимерҳои чандир бо зарраҳои керамикӣ ҷараёни ионро дар ҳарорати паст беҳтар мекунад ва дар айни замон бехатариро нигоҳ медорад.

3. Муҳандисии интерфейс

   • Рӯйпӯшҳо ё қабатҳои буферӣ барои нигоҳ доштани устувории тамос байни электрод ва электролит ҳангоми тағйирёбии ҳарорат таҳия карда мешаванд.

4. Системаҳои гармкунии пешакӣ дар мошинҳои барқӣ

   • Ҳамон тавре ки мошинҳои барқии имрӯза батареяҳои моеъро пеш аз пуркунӣ гарм мекунанд, мошинҳои барқии сахти оянда метавонанд истифода барандидоракунии гармӣбарои нигоҳ доштани ҳуҷайраҳо дар диапазони беҳтарини онҳо (15-35 °C).

Хулоса:
Батареяҳои сахт дар ҳақиқат аз хунукӣ таъсир мебинанд, ки асосан аз сабаби ноқилияти пасти ионҳо ва муқовимати интерфейс мебошанд. Онҳо дар чунин шароит нисбат ба литий-иони моеъ бехатартаранд, аммосамаранокӣ (диапазон, суръати пуркунӣ, қувваи баромад) метавонад ба таври назаррас аз 0 °C пасттар шавадМуҳаққиқон фаъолона дар болои электролитҳо ва тарҳҳое кор мекунанд, ки дар сармо ноқил боқӣ мемонанд ва истифодаи боэътимодро дар мошинҳои барқӣ ҳатто дар иқлими зимистон низ ҳадаф қарор медиҳанд.