Чи впливає холод на твердотільні акумулятори?

Як холод впливає на твердотільні акумуляториі що з цим робиться:

Чому холод – це виклик

1. Нижча іонна провідність

   • Тверді електроліти (кераміка, сульфіди, полімери) залежать від іонів літію, що перестрибують через жорсткі кристалічні або полімерні структури.

   • За низьких температур це перестрибування сповільнюється, томувнутрішній опір збільшуєтьсяі падіння подачі потужності.

2. Проблеми з інтерфейсом

   • У твердотільному акумуляторі контакт між твердим електролітом та електродами має вирішальне значення.

   • Низькі температури можуть стискати матеріали з різною швидкістю, створюючимікрощілинина межі розділу → погіршення потоку іонів.

3. Складність заряджання

   • Як і у випадку з рідкими літій-іонними акумуляторами, заряджання за дуже низьких температур ризикує...літієве покриття(металевий літій утворюється на аноді).

   • У твердому стані це може бути ще більш руйнівним, оскільки дендрити (голкоподібні літієві відкладення) можуть розтріскувати твердий електроліт.

Порівняно зі звичайними літій-іонними акумуляторами

• Рідкий електроліт літій-іоннийХолод робить рідину густішою (менш провідною), зменшуючи дальність дії та швидкість заряджання.

• Твердотільний літій-іонний акумуляторБезпечніше в холодну погоду (без замерзання/витікання рідини), алевсе ще втрачає провідністьоскільки тверді речовини погано переносять іони за низьких температур.

Сучасні рішення в дослідженнях

1. Сульфідні електроліти

   • Деякі тверді електроліти на основі сульфідів зберігають відносно високу провідність навіть за температур нижче 0 °C.

   • Перспективно для електромобілів у холодних регіонах.

2. Полімер-керамічні гібриди

   • Поєднання гнучких полімерів з керамічними частинками покращує потік іонів за низьких температур, зберігаючи при цьому безпеку.

3. Інженерія інтерфейсів

   • Розробляються покриття або буферні шари для підтримки стабільності контакту електрод-електроліт під час перепадів температури.

4. Системи попереднього підігріву в електромобілях

   • Так само, як сучасні електромобілі розігрівають рідкі акумулятори перед зарядкою, майбутні твердотільні електромобілі можуть використовуватиуправління температуроющоб підтримувати клітини в ідеальному діапазоні (15–35 °C).

Короткий зміст:
Твердотільні акумулятори справді піддаються впливу холоду, головним чином через нижчу іонну провідність та опір поверхні розділу фаз. У цих умовах вони все ще безпечніші, ніж рідкі літій-іонні, алепродуктивність (запас ходу, швидкість заряджання, вихідна потужність) може значно впасти нижче 0 °CДослідники активно працюють над електролітами та конструкціями, які залишаються провідними в холодну погоду, прагнучи надійного використання в електромобілях навіть у зимовому кліматі.