Дали батериите во цврста состојба се засегнати од студот?

како студот влијае на батериите во цврста состојбаи што се презема во врска со тоа:

Зошто студот е предизвик

1. Пониска јонска спроводливост

   • Цврстите електролити (керамика, сулфиди, полимери) се потпираат на литиумски јони кои скокаат низ крути кристални или полимерни структури.

   • На ниски температури, ова скокање се забавува, па затоавнатрешниот отпор се зголемуваи испораката на моќност паѓа.

2. Проблеми со интерфејсот

   • Кај батериите во цврста состојба, контактот помеѓу цврстиот електролит и електродите е клучен.

   • Ниските температури можат да ги намалат материјалите со различна брзина, создавајќимикро-празнинина интерфејсите → влошување на протокот на јони.

3. Тешкотија при полнење

   • Исто како и течните литиум-јонски батерии, полнењето на многу ниски температури ризикувалитиумско позлатување(метален литиум што се формира на анодата).

   • Во цврста состојба, ова може да биде уште поштетно бидејќи дендритите (наслаги на литиум во форма на игла) можат да го напукнат цврстиот електролит.

Во споредба со обичниот литиум-јонски

• Течен електролит литиум-јонскиСтудот ја прави течноста погуста (помалку спроводлива), намалувајќи го дометот и брзината на полнење.

• Литиум-јонски во цврста состојбаПобезбедно на ладно (без замрзнување/протекување на течноста), носепак губи спроводливостбидејќи цврстите материи не транспортираат добро јони на ниски температури.

Актуелни решенија во истражувањето

1. Сулфидни електролити

   • Некои цврсти електролити на база на сулфид одржуваат релативно висока спроводливост дури и под 0 °C.

   • Ветувачко за електрични возила во ладни региони.

2. Полимер-керамички хибриди

   • Комбинирањето на флексибилни полимери со керамички честички го подобрува протокот на јони при ниски температури, а воедно ја одржува безбедноста.

3. Инженерство на интерфејси

   • Се развиваат премази или тампон слоеви за да се одржи стабилен контактот електрода-електролит за време на температурните промени.

4. Системи за претходно загревање кај електрични возила

   • Исто како што денешните електрични возила ги загреваат течните батерии пред полнење, идните електрични возила со цврста состојба може да користаттермичко управувањеза да се одржат клетките во нивниот идеален опсег (15–35 °C).

Резиме:
Батериите во цврста состојба навистина се погодени од студот, главно поради пониската јонска спроводливост и отпорност на интерфејсот. Тие се сепак побезбедни од течниот литиум-јонски батерии во тие услови, ноперформансите (домет, брзина на полнење, излезна моќност) можат значително да паднат под 0 °CИстражувачите активно работат на електролити и дизајни што остануваат спроводливи на студ, со цел сигурна употреба кај електричните возила дури и во зимски услови.