ठंड ठोस अवस्था वाली बैटरियों को कैसे प्रभावित करती हैऔर इस बारे में क्या किया जा रहा है:
ठंड एक चुनौती क्यों है?
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कम आयनिक चालकता
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ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स (सिरेमिक, सल्फाइड, पॉलिमर) कठोर क्रिस्टल या पॉलिमर संरचनाओं के माध्यम से लिथियम आयनों के आवागमन पर निर्भर करते हैं।
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कम तापमान पर, यह उछल-कूद धीमी हो जाती है, इसलिएआंतरिक प्रतिरोध बढ़ता हैऔर बिजली की आपूर्ति कम हो जाती है।
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इंटरफ़ेस समस्याएं
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सॉलिड-स्टेट बैटरी में, सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड के बीच संपर्क महत्वपूर्ण होता है।
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कम तापमान के कारण पदार्थ अलग-अलग दरों पर सिकुड़ सकते हैं, जिससेमाइक्रो-गैप्सअंतरास्थियों पर → आयन प्रवाह को और खराब कर देता है।
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चार्जिंग में कठिनाई
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तरल लिथियम-आयन बैटरी की तरह, बहुत कम तापमान पर चार्ज करने से जोखिम होता है।लिथियम चढ़ाना(एनोड पर धात्विक लिथियम का निर्माण)।
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ठोस अवस्था में, यह और भी अधिक हानिकारक हो सकता है क्योंकि डेंड्राइट्स (सुई जैसे लिथियम जमाव) ठोस इलेक्ट्रोलाइट में दरार पैदा कर सकते हैं।
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सामान्य लिथियम-आयन की तुलना में
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तरल इलेक्ट्रोलाइट लिथियम-आयनठंड के कारण तरल पदार्थ गाढ़ा (कम सुचालक) हो जाता है, जिससे उसकी रेंज और चार्जिंग स्पीड कम हो जाती है।
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ठोस-अवस्था लिथियम-आयन: ठंड में अधिक सुरक्षित (तरल पदार्थ जमता/रिसता नहीं है), लेकिनफिर भी चालकता खो देता हैक्योंकि ठोस पदार्थ कम तापमान पर आयनों का परिवहन अच्छी तरह से नहीं कर पाते हैं।
अनुसंधान में वर्तमान समाधान
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सल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट्स
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कुछ सल्फाइड-आधारित ठोस इलेक्ट्रोलाइट 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर भी अपेक्षाकृत उच्च चालकता बनाए रखते हैं।
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ठंडे क्षेत्रों में इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए आशाजनक संभावनाएं।
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पॉलिमर-सिरेमिक संकर
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लचीले पॉलिमर को सिरेमिक कणों के साथ मिलाने से कम तापमान पर आयन प्रवाह में सुधार होता है और साथ ही सुरक्षा भी बनी रहती है।
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इंटरफ़ेस इंजीनियरिंग
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तापमान में उतार-चढ़ाव के दौरान इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट संपर्क को स्थिर बनाए रखने के लिए कोटिंग्स या बफर लेयर्स विकसित की जा रही हैं।
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इलेक्ट्रिक वाहनों में प्री-हीटिंग सिस्टम
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जिस प्रकार आज की इलेक्ट्रिक वाहनें चार्ज करने से पहले लिक्विड बैटरी को गर्म करती हैं, उसी प्रकार भविष्य की सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रिक वाहनें भी इसका उपयोग कर सकती हैं।थर्मल प्रबंधनकोशिकाओं को उनके आदर्श तापमान सीमा (15-35 डिग्री सेल्सियस) में रखने के लिए।
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सारांश:
ठोस अवस्था वाली बैटरियां ठंड से प्रभावित होती हैं, मुख्य रूप से कम आयन चालकता और इंटरफ़ेस प्रतिरोध के कारण। फिर भी, इन परिस्थितियों में वे तरल लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षित होती हैं, लेकिन0 डिग्री सेल्सियस से नीचे प्रदर्शन (रेंज, चार्ज दर, पावर आउटपुट) में काफी गिरावट आ सकती है।शोधकर्ता ऐसे इलेक्ट्रोलाइट्स और डिज़ाइनों पर सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं जो ठंड में भी सुचालक बने रहें, ताकि सर्दियों के मौसम में भी इलेक्ट्रिक वाहनों में इनका विश्वसनीय उपयोग सुनिश्चित किया जा सके।
पोस्ट करने का समय: 11 सितंबर 2025
