El fred afecta les bateries d'estat sòlid?

com el fred afecta les bateries d'estat sòlidi què s'està fent al respecte:

Per què el fred és un repte

1. conductivitat iònica més baixa

   • Els electròlits sòlids (ceràmiques, sulfurs, polímers) depenen d'ions de liti que salten a través d'estructures rígides de cristalls o polímers.

   • A baixes temperatures, aquest salt s'alenteix, de manera queaugmenta la resistència internai baixades de subministrament de potència.

2. Problemes d'interfície

   • En una bateria d'estat sòlid, el contacte entre l'electròlit sòlid i els elèctrodes és crucial.

   • Les temperatures fredes poden encongir els materials a diferents velocitats, creantmicro-buitsa les interfícies → empitjorant el flux d'ions.

3. Dificultat de càrrega

   • Igual que amb les bateries de liti líquid, carregar-les a temperatures molt baixes posa en riscrecobriment de liti(formació de liti metàl·lic a l'ànode).

   • En estat sòlid, això pot ser encara més perjudicial, ja que les dendrites (dipòsits de liti en forma d'agulla) poden esquerdar l'electròlit sòlid.

En comparació amb el liti-ió normal

• Electròlit líquid de ions de litiEl fred fa que el líquid sigui més espès (menys conductor), cosa que redueix l'abast i la velocitat de càrrega.

• Ió de liti d'estat sòlidMés segur en fred (sense congelació/fuites de líquid), peròencara perd conductivitatperquè els sòlids no transporten bé els ions a baixes temperatures.

Solucions actuals en la recerca

1. electròlits de sulfur

   • Alguns electròlits sòlids basats en sulfurs mantenen una conductivitat relativament alta fins i tot per sota de 0 °C.

   • Prometedor per a vehicles elèctrics en regions fredes.

2. Híbrids polímer-ceràmic

   • La combinació de polímers flexibles amb partícules ceràmiques millora el flux d'ions a baixes temperatures i alhora manté la seguretat.

3. Enginyeria d'interfícies

   • S'estan desenvolupant recobriments o capes amortidores per mantenir estable el contacte elèctrode-electròlit durant les fluctuacions de temperatura.

4. Sistemes de preescalfament en vehicles elèctrics

   • De la mateixa manera que els vehicles elèctrics actuals escalfen les bateries líquides abans de carregar-les, els futurs vehicles elèctrics d'estat sòlid poden utilitzargestió tèrmicaper mantenir les cèl·lules en el seu rang ideal (15–35 °C).

Resum:
Les bateries d'estat sòlid es veuen afectades pel fred, principalment a causa de la menor conductivitat iònica i resistència a la interfície. Encara són més segures que les bateries de ió de liti líquid en aquestes condicions, peròel rendiment (abast, velocitat de càrrega, potència de sortida) pot baixar significativament per sota dels 0 °CEls investigadors treballen activament en electròlits i dissenys que es mantinguin conductors en fred, amb l'objectiu d'un ús fiable en vehicles elèctrics fins i tot en climes hivernals.