Apakah baterai solid state terpengaruh oleh suhu dingin?

bagaimana suhu dingin memengaruhi baterai solid-statedan apa yang sedang dilakukan untuk mengatasinya:

Mengapa cuaca dingin merupakan tantangan?

1. Konduktivitas ionik yang lebih rendah

   • Elektrolit padat (keramik, sulfida, polimer) bergantung pada pergerakan ion litium melalui struktur kristal atau polimer yang kaku.

   • Pada suhu rendah, proses melompat ini melambat, sehinggapeningkatan resistensi internaldan pasokan daya menurun.

2. Masalah antarmuka

   • Dalam baterai solid-state, kontak antara elektrolit padat dan elektroda sangat penting.

   • Suhu dingin dapat menyusutkan material dengan kecepatan yang berbeda, sehingga menciptakancelah mikropada antarmuka → memperburuk aliran ion.

3. Kesulitan pengisian daya

   • Sama seperti baterai lithium-ion cair, pengisian daya pada suhu yang sangat rendah berisikopelapisan litium(litium metalik terbentuk di anoda).

   • Dalam bentuk padat, hal ini bahkan bisa lebih merusak karena dendrit (endapan litium berbentuk jarum) dapat meretakkan elektrolit padat.

Dibandingkan dengan baterai lithium-ion biasa

• Elektrolit cair ion litiumSuhu dingin membuat cairan menjadi lebih kental (kurang konduktif), sehingga mengurangi jangkauan dan kecepatan pengisian daya.

• Baterai ion litium padat: Lebih aman dalam suhu dingin (tidak ada cairan yang membeku/bocor), tetapitetap kehilangan konduktivitaskarena zat padat tidak mengangkut ion dengan baik pada suhu rendah.

Solusi terkini dalam penelitian

1. Elektrolit sulfida

   • Beberapa elektrolit padat berbasis sulfida mempertahankan konduktivitas yang relatif tinggi bahkan di bawah 0 °C.

   • Menjanjikan untuk kendaraan listrik di daerah dingin.

2. Hibrida polimer-keramik

   • Kombinasi polimer fleksibel dengan partikel keramik meningkatkan aliran ion pada suhu rendah sekaligus menjaga keamanan.

3. Rekayasa antarmuka

   • Lapisan pelapis atau lapisan penyangga sedang dikembangkan untuk menjaga kontak elektroda-elektrolit tetap stabil selama perubahan suhu yang drastis.

4. Sistem pemanasan awal pada kendaraan listrik

   • Sama seperti kendaraan listrik saat ini yang memanaskan baterai cair sebelum diisi daya, kendaraan listrik solid-state di masa depan mungkin akan menggunakan...manajemen termaluntuk menjaga sel tetap berada dalam kisaran suhu idealnya (15–35 °C).

Ringkasan:
Baterai solid-state memang terpengaruh oleh suhu dingin, terutama karena konduktivitas ion dan resistansi antarmuka yang lebih rendah. Meskipun demikian, baterai ini tetap lebih aman daripada baterai lithium-ion cair dalam kondisi tersebut, namun...performa (jangkauan, kecepatan pengisian daya, daya keluaran) dapat turun secara signifikan di bawah 0 °C.Para peneliti secara aktif mengerjakan elektrolit dan desain yang tetap konduktif dalam suhu dingin, dengan tujuan untuk penggunaan yang andal pada kendaraan listrik bahkan di iklim musim dingin.