کیا ٹھوس حالت کی بیٹریاں سردی سے متاثر ہوتی ہیں؟

ٹھنڈ کس طرح سالڈ اسٹیٹ بیٹریوں کو متاثر کرتی ہے۔اور اس کے بارے میں کیا کیا جا رہا ہے:

سردی کیوں ایک چیلنج ہے۔

1. کم آئنک چالکتا

   • ٹھوس الیکٹرولائٹس (سیرامکس، سلفائڈز، پولیمر) سخت کرسٹل یا پولیمر ڈھانچے کے ذریعے لتیم آئنوں پر انحصار کرتے ہیں۔

   • کم درجہ حرارت پر، یہ ہاپنگ سست ہوجاتی ہے، اس لیےاندرونی مزاحمت بڑھ جاتی ہےاور بجلی کی ترسیل میں کمی۔

2. انٹرفیس کے مسائل

   • ٹھوس حالت والی بیٹری میں، ٹھوس الیکٹرولائٹ اور الیکٹروڈ کے درمیان رابطہ بہت اہم ہے۔

   • سرد درجہ حرارت مواد کو مختلف شرحوں پر سکڑ سکتا ہے، تخلیق کرتا ہے۔مائکرو خلاانٹرفیس پر → آئن کے بہاؤ کو بدتر بنانا۔

3. چارج کرنے میں دشواری

   • بالکل اسی طرح جیسے مائع لتیم آئن بیٹریاں، بہت کم درجہ حرارت پر چارج کرنے سے خطرات لاحق ہوتے ہیں۔لتیم چڑھانا(انوڈ پر دھاتی لتیم کی تشکیل)۔

   • ٹھوس حالت میں، یہ اور بھی زیادہ نقصان دہ ہو سکتا ہے کیونکہ ڈینڈرائٹس (سوئی کی طرح لتیم کے ذخائر) ٹھوس الیکٹرولائٹ کو کریک کر سکتے ہیں۔

باقاعدہ لتیم آئن کے مقابلے

• مائع الیکٹرولائٹ لتیم آئن: سردی مائع کو گاڑھا بناتی ہے (کم کنڈکٹیو)، رینج اور چارجنگ کی رفتار کو کم کرتی ہے۔

• سالڈ سٹیٹ لیتھیم آئن: سردی میں محفوظ (کوئی مائع جمنا/لیک نہیں)، لیکناب بھی چالکتا کھو دیتا ہےکیونکہ ٹھوس آئنوں کو کم درجہ حرارت پر اچھی طرح سے منتقل نہیں کرتے ہیں۔

تحقیق میں موجودہ حل

1. سلفائیڈ الیکٹرولائٹس

   • کچھ سلفائیڈ پر مبنی ٹھوس الیکٹرولائٹس نسبتاً زیادہ چالکتا کو 0 °C سے کم رکھتے ہیں۔

   • سرد علاقوں میں EVs کے لیے امید افزا۔

2. پولیمر-سیرامک ​​ہائبرڈ

   • سیرامک ​​ذرات کے ساتھ لچکدار پولیمر کا امتزاج حفاظت کو برقرار رکھتے ہوئے کم درجہ حرارت پر آئن کے بہاؤ کو بہتر بناتا ہے۔

3. انٹرفیس انجینئرنگ

   • درجہ حرارت میں تبدیلی کے دوران الیکٹروڈ-الیکٹرولائٹ رابطے کو مستحکم رکھنے کے لیے کوٹنگز یا بفر پرتیں تیار کی جا رہی ہیں۔

4. ای وی میں پری ہیٹنگ سسٹم

   • جس طرح آج کی ای وی چارج کرنے سے پہلے مائع بیٹریوں کو گرم کرتی ہے، اسی طرح مستقبل کی سالڈ سٹیٹ ای وی استعمال کر سکتی ہیں۔تھرمل مینجمنٹخلیوں کو ان کی مثالی حد (15–35 °C) میں رکھنے کے لیے۔

خلاصہ:
سالڈ اسٹیٹ بیٹریاں واقعی سردی سے متاثر ہوتی ہیں، بنیادی طور پر کم آئن چالکتا اور انٹرفیس مزاحمت کی وجہ سے۔ وہ اب بھی ان حالات میں مائع لتیم آئن سے زیادہ محفوظ ہیں، لیکنکارکردگی (حد، چارج کی شرح، پاور آؤٹ پٹ) نمایاں طور پر 0 ° C سے نیچے گر سکتی ہے۔. محققین الیکٹرولائٹس اور ڈیزائنز پر فعال طور پر کام کر رہے ہیں جو سردی میں متحرک رہتے ہیں، جس کا مقصد سردیوں کے موسم میں بھی ای وی میں قابل اعتماد استعمال کرنا ہے۔