Adakah bateri keadaan pepejal terjejas oleh kesejukan?

bagaimana sejuk mempengaruhi bateri keadaan pepejaldan apa yang sedang dilakukan mengenainya:

Mengapa kesejukan merupakan satu cabaran

1. Kekonduksian ionik yang lebih rendah

   • Elektrolit pepejal (seramik, sulfida, polimer) bergantung pada ion litium yang melompat melalui struktur kristal atau polimer tegar.

   • Pada suhu rendah, lompatan ini menjadi perlahan, jadirintangan dalaman meningkatdan penurunan penghantaran kuasa.

2. Masalah antara muka

   • Dalam bateri keadaan pepejal, sentuhan antara elektrolit pepejal dan elektrod adalah penting.

   • Suhu sejuk boleh mengecutkan bahan pada kadar yang berbeza, mewujudkanjurang mikropada antara muka → menjadikan aliran ion lebih teruk.

3. Kesukaran pengecasan

   • Sama seperti bateri litium-ion cecair, pengecasan pada suhu yang sangat rendah berisikopenyaduran litium(litium logam terbentuk pada anod).

   • Dalam keadaan pepejal, ini boleh menjadi lebih merosakkan kerana dendrit (mendapan litium seperti jarum) boleh memecahkan elektrolit pepejal.

Berbanding dengan ion litium biasa

• Elektrolit cecair ion litiumSejuk menjadikan cecair lebih pekat (kurang konduktif), mengurangkan julat dan kelajuan pengecasan.

• Ion litium keadaan pepejalLebih selamat dalam keadaan sejuk (tiada cecair beku/bocor), tetapimasih kehilangan kekonduksiankerana pepejal tidak mengangkut ion dengan baik pada suhu rendah.

Penyelesaian semasa dalam penyelidikan

1. Elektrolit sulfida

   • Sesetengah elektrolit pepejal berasaskan sulfida mengekalkan kekonduksian yang agak tinggi walaupun di bawah 0 °C.

   • Menjanjikan untuk EV di kawasan sejuk.

2. Hibrid polimer-seramik

   • Menggabungkan polimer fleksibel dengan zarah seramik meningkatkan aliran ion pada suhu rendah sambil mengekalkan keselamatan.

3. Kejuruteraan antara muka

   • Salutan atau lapisan penimbal sedang dibangunkan untuk memastikan sentuhan elektrod-elektrolit stabil semasa perubahan suhu.

4. Sistem pra-pemanasan dalam EV

   • Sama seperti EV hari ini yang memanaskan bateri cecair sebelum dicas, EV keadaan pepejal masa hadapan mungkin menggunakanpengurusan termauntuk memastikan sel berada dalam julat idealnya (15–35 °C).

Ringkasan:
Bateri keadaan pepejal sememangnya terjejas oleh kesejukan, terutamanya disebabkan oleh kekonduksian ion dan rintangan antara muka yang lebih rendah. Ia masih lebih selamat daripada ion litium cecair dalam keadaan tersebut, tetapiprestasi (julat, kadar cas, output kuasa) boleh menurun dengan ketara di bawah 0 °CPara penyelidik sedang giat mengusahakan elektrolit dan reka bentuk yang kekal konduktif dalam keadaan sejuk, bertujuan untuk kegunaan yang andal dalam EV walaupun dalam iklim musim sejuk.