As baterías de estado sólido aféctanse ao frío?

como o frío afecta as baterías de estado sólidoe que se está a facer ao respecto:

Por que o frío é un desafío

1. Condutividade iónica máis baixa

   • Os electrólitos sólidos (cerámicas, sulfuros, polímeros) dependen de ións de litio que saltan a través de estruturas ríxidas de cristal ou polímeros.

   • A baixas temperaturas, este salto diminúe, polo que oaumentos da resistencia internae caídas de subministración de potencia.

2. Problemas de interface

   • Nunha batería de estado sólido, o contacto entre o electrolito sólido e os eléctrodos é crucial.

   • As temperaturas frías poden contraer os materiais a diferentes velocidades, creandomicrobrechasnas interfaces → empeorando o fluxo de ións.

3. Dificultade de carga

   • Do mesmo xeito que as baterías de ións de litio líquidos, cargar a temperaturas moi baixas arriscachapado de litio(formación de litio metálico no ánodo).

   • En estado sólido, isto pode ser aínda máis prexudicial xa que as dendritas (depósitos de litio en forma de agulla) poden romper o electrolito sólido.

Comparado co ión de litio normal

• Electrolito líquido de ións de litioO frío fai que o líquido sexa máis espeso (menos condutor), o que reduce o alcance e a velocidade de carga.

• Ión de litio de estado sólidoMáis seguro en frío (sen conxelación/fugas de líquido), peroaínda perde condutividadeporque os sólidos non transportan ben os ións a baixas temperaturas.

Solucións actuais na investigación

1. electrólitos de sulfuro

   • Algúns electrólitos sólidos a base de sulfuro manteñen unha condutividade relativamente alta mesmo por debaixo de 0 °C.

   • Prometedor para vehículos eléctricos en rexións frías.

2. Híbridos polímero-cerámicos

   • A combinación de polímeros flexibles con partículas cerámicas mellora o fluxo de ións a baixas temperaturas, mantendo a seguridade.

3. Enxeñaría de interfaces

   • Estanse a desenvolver revestimentos ou capas tampón para manter estable o contacto eléctrodo-electrólito durante as oscilacións de temperatura.

4. Sistemas de prequecemento en vehículos eléctricos

   • Do mesmo xeito que os vehículos eléctricos actuais quentan as baterías líquidas antes de cargalas, os futuros vehículos eléctricos de estado sólido poderían usarxestión térmicapara manter as células no seu rango ideal (15–35 °C).

Resumo:
As baterías de estado sólido vense afectadas polo frío, principalmente debido á menor condutividade iónica e resistencia á interface. Seguen sendo máis seguras que as de ións de litio líquidos nesas condicións, peroo rendemento (alcance, taxa de carga, potencia de saída) pode caer significativamente por debaixo de 0 °COs investigadores están a traballar activamente en electrólitos e deseños que se manteñan condutores en frío, co obxectivo de conseguilo en vehículos eléctricos mesmo en climas invernais.