Hotzak eraginik al du egoera solidoko baterietan?

Nola eragiten dien hotzak egoera solidoko baterieieta zer egiten ari den horren inguruan:

Zergatik den hotza erronka bat

1. Eroankortasun ioniko txikiagoa

   • Elektrolito solidoek (zeramikoak, sulfuroak, polimeroak) litio ioiek kristal edo polimero egitura zurrunetan zehar jauzi egiten dute.

   • Tenperatura baxuetan, jauzi hau moteldu egiten da, beraz,barne erresistentzia handitzen daeta potentzia-hornidura jaitsierak.

2. Interfaze arazoak

   • Bateria solido batean, elektrodoen eta elektrodoen arteko kontaktua ezinbestekoa da.

   • Tenperatura hotzetan materialak abiadura desberdinetan uzkurtu daitezke, eta horrek sortumikro-hutsuneakinterfazeetan → ioi-fluxua okerrera eginez.

3. Kargatzeko zailtasuna

   • Litio-ioizko bateria likidoek bezala, tenperatura oso baxuetan kargatzeak arriskuak ditulitiozko estaldura(litio metalikoa anodoan eratzen).

   • Egoera solidoan, are kaltegarriagoa izan daiteke, dendritek (orratz itxurako litio gordailuak) elektrolito solidoa pitzatu dezaketelako.

Ohiko litio-ioizkoarekin alderatuta

• Litio-ioizko elektrolito likidoaHotzak likidoa loditzen du (eroale gutxiago) eta, ondorioz, kargatzeko irismena eta abiadura murrizten ditu.

• Litio-ioizko egoera solidoaSeguruagoa hotzean (likidoa izoztu/ihes egin gabe), bainaeroankortasuna galtzen jarraitzen dusolidoek ez baitituzte ioiak ondo garraiatzen tenperatura baxuetan.

Ikerketan dauden egungo irtenbideak

1. Sulfuro elektrolitoak

   • Sulfuroetan oinarritutako elektrolito solido batzuek eroankortasun nahiko altua mantentzen dute 0 °C-tik behera ere.

   • Itxaropentsua eskualde hotzetan ibilgailu elektrikoentzat.

2. Polimero-zeramika hibridoak

   • Polimero malguak zeramikazko partikulekin konbinatzeak ioi-fluxua hobetzen du tenperatura baxuetan, segurtasuna mantenduz.

3. Interfazeen ingeniaritza

   • Elektrodo-elektrolito kontaktua egonkor mantentzeko estaldurak edo buffer geruzak garatzen ari dira tenperatura aldaketetan.

4. Ibilgailu elektrikoetan aurrez berotzeko sistemak

   • Gaur egungo ibilgailu elektrikoek bateria likidoak berotzen dituzten bezala kargatu aurretik, etorkizuneko egoera solidoko ibilgailu elektrikoek erabil dezaketekudeaketa termikoazelulak tenperatura idealean (15–35 °C) mantentzeko.

Laburpena:
Egoera solidoko bateriei hotzak eragiten die, batez ere ioien eroankortasun eta interfazearen erresistentzia txikiagoak direlako. Baldintza horietan, litio-ioi likidoak baino seguruagoak dira oraindik ere, bainaerrendimendua (autonomia, karga-tasa, potentzia-irteera) 0 °C-tik behera nabarmen jaitsi daitekeIkertzaileak aktiboki ari dira lanean hotzean eroale mantentzen diren elektrolitoetan eta diseinuetan, ibilgailu elektrikoetan neguko kliman ere erabilera fidagarria lortzeko helburuarekin.