Apakah baterai solid state terpengaruh oleh cuaca dingin?

bagaimana dingin memengaruhi baterai solid-statedan apa yang dilakukan terkait hal ini:

Mengapa dingin menjadi tantangan

1. Konduktivitas ionik yang lebih rendah

   • Elektrolit padat (keramik, sulfida, polimer) mengandalkan ion litium yang melompat melalui struktur kristal atau polimer yang kaku.

   • Pada suhu rendah, lompatan ini melambat, sehinggaresistensi internal meningkatdan pengiriman daya menurun.

2. Masalah antarmuka

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

   • Suhu dingin dapat menyusutkan material pada tingkat yang berbeda, sehingga menciptakancelah mikrodi antarmuka → membuat aliran ion menjadi lebih buruk.

3. Kesulitan pengisian daya

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

   • Dalam keadaan padat, hal ini bahkan dapat lebih merusak karena dendrit (endapan litium seperti jarum) dapat memecahkan elektrolit padat.

Dibandingkan dengan lithium-ion biasa

• Elektrolit cair litium-ion: Dingin membuat cairan lebih kental (kurang konduktif), mengurangi jangkauan dan kecepatan pengisian.

• Litium-ion keadaan padat:Lebih aman dalam keadaan dingin (tidak ada cairan yang membeku/bocor), tetapimasih kehilangan konduktivitaskarena benda padat tidak dapat 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

   • Menggabungkan polimer fleksibel dengan partikel keramik meningkatkan aliran ion pada suhu rendah sambil tetap menjaga keamanan.

3. Rekayasa antarmuka

   • Pelapis atau lapisan penyangga sedang dikembangkan untuk menjaga kontak elektroda–elektrolit tetap stabil selama perubahan suhu.

4. Sistem pemanasan awal pada kendaraan listrik

   • Sama seperti kendaraan listrik masa kini yang memanaskan baterai cair sebelum pengisian, kendaraan listrik solid-state di masa depan mungkin menggunakanmanajemen termaluntuk menjaga sel dalam kisaran idealnya (15–35 °C).

Ringkasan:
Baterai solid-state memang terpengaruh oleh suhu dingin, terutama karena konduktivitas ion dan resistansi antarmuka yang lebih rendah. Baterai solid-state masih lebih aman daripada baterai lithium-ion cair dalam kondisi tersebut, tetapikinerja (jangkauan, laju pengisian daya, keluaran daya) dapat turun secara signifikan di bawah 0 °CPara peneliti sedang aktif mengembangkan elektrolit dan desain yang tetap konduktif dalam cuaca dingin, dengan tujuan penggunaan yang andal pada kendaraan listrik bahkan di musim dingin.