Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης Drone για πτήσεις ψυχρού καιρού

Το έντονο κρύο ήταν πάντα μια σοβαρή πρόκληση για την απόδοση και την αξιοπιστία των μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων. Οι χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν να μειώσουν σημαντικά τη χημική δραστηριότητα των παραδοσιακών μπαταριών, οδηγώντας σε απότομη μείωση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας, πτώσεις τάσης και ακόμη και ξαφνικές διακοπές ρεύματος, θέτοντας σε κίνδυνο κρίσιμες αποστολές πτήσης. Οι μπαταρίες Semi-Solid State - μας προσφέρουν μια ολοκαίνουργια λύση για να ξεπεράσουμε το έντονο κρύο.

Γιατί η χαμηλή θερμοκρασία είναι ο «αρχι εχθρός» των παραδοσιακών μπαταριών drone;

Η δύσκολη θέση των παραδοσιακών μπαταριών πολυμερών λιθίου (LiPo) σε χαμηλές θερμοκρασίες:

Οι χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την απόδοση των μπαταριών των drone, οδηγώντας σε συντόμευση των χρόνων πτήσης και δυνητικά επηρεάζοντας την αποστολή σας.

Στερεοποίηση ηλεκτρολύτη: Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο υγρός ηλεκτρολύτης στο εσωτερικό της μπαταρίας γίνεται παχύρρευστος ή ακόμη και μερικώς στερεοποιείται, εμποδίζοντας σε μεγάλο βαθμό την ταχύτητα κίνησης των ιόντων λιθίου.

Απότομη αύξηση της εσωτερικής αντίστασης: Η παρεμπόδιση της κίνησης των ιόντων οδηγεί άμεσα σε αύξηση της εσωτερικής αντίστασης της μπαταρίας. Για να διατηρηθεί η πτήση, η τάση της μπαταρίας θα πέσει απότομα (κάμψη τάσης), ενεργοποιώντας τον μηχανισμό προστασίας χαμηλής μπαταρίας του drone και αναγκάζοντας το αεροσκάφος να προσγειωθεί νωρίτερα.

Σοβαρή υποβάθμιση της χωρητικότητας: Σε περιβάλλον 0°C, η διαθέσιμη χωρητικότητα των παραδοσιακών μπαταριών LiPo μπορεί να μειωθεί κατά 30% έως 50%. Σε ακόμη πιο ακραίες χαμηλές θερμοκρασίες, η απώλεια απόδοσης είναι ακόμη πιο εκπληκτική.

Κίνδυνος φόρτισης: Η φόρτιση των μπαταριών σε χαμηλές θερμοκρασίες μπορεί να προκαλέσει την έκπλυση του μετάλλου λιθίου, το οποίο μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στην μπαταρία και να δημιουργήσει κίνδυνο βραχυκυκλώματος και πυρκαγιάς.

Μπαταρίες στερεάς κατάστασης, ως μεταβατική τεχνολογία, ενσωματώνουν έξυπνα τα πλεονεκτήματα των παραδοσιακών μπαταριών υγρών και των μπαταριών πλήρως στερεών. Ο πυρήνας βρίσκεται στην ανάμειξη υλικών ηλεκτροδίων με στερεούς ηλεκτρολύτες και μια μικρή ποσότητα ηλεκτρολύτη για να σχηματιστεί μια ημιστερεή μήτρα παρόμοια με μια ουσία που μοιάζει με γέλη.

Μπαταρίες στερεάς κατάστασηςπερνούν από το εργαστήριο στην πρώτη γραμμή των εφαρμογών. Λοιπόν, πώς ακριβώς λειτουργεί αυτή η πολυαναμενόμενη τεχνολογία; Πώς θα αλλάξει το μέλλον των drones;

Η διαδικασία λειτουργίας των μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι μακροσκοπικά παρόμοια με αυτή των μπαταριών λιθίου-πολυμερούς, η οποία εξακολουθεί να περιλαμβάνει τη μετανάστευση ιόντων λιθίου μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων. Ωστόσο, οι μέθοδοι υλοποίησης σε μικροεπίπεδο επιφέρουν έναν κόσμο διαφορετικών.

Στερεοί ηλεκτρολύτες: Κατασκευάζονται συνήθως από ειδικά στερεά υλικά όπως κεραμικά, σουλφίδια ή πολυμερή. Αυτά τα υλικά έχουν εξαιρετικά υψηλή ιοντική αγωγιμότητα, επιτρέποντας στα ιόντα λιθίου να περάσουν γρήγορα, ενώ παράλληλα μονώνουν τα ηλεκτρόνια, συνδυάζοντας τέλεια τις δύο κύριες λειτουργίες της αγωγής και της απομόνωσης.

Διαδικασία εργασίας

Απότομη αύξηση της εσωτερικής αντίστασης: Η παρεμπόδιση της κίνησης των ιόντων οδηγεί άμεσα σε αύξηση της εσωτερικής αντίστασης της μπαταρίας. Για να διατηρηθεί η πτήση, η τάση της μπαταρίας θα πέσει απότομα (κάμψη τάσης), ενεργοποιώντας τον μηχανισμό προστασίας χαμηλής μπαταρίας του drone και αναγκάζοντας το αεροσκάφος να προσγειωθεί νωρίτερα.

Μία από τις βασικές προκλήσεις στο σχεδιασμό της μπαταρίας στερεάς κατάστασης, ανεξάρτητα από τον τύπο του στερεού ηλεκτρολύτη που χρησιμοποιείται, είναι η βελτιστοποίηση της διεπαφής μεταξύ του ηλεκτρολύτη και του ηλεκτροδίου. Σε αντίθεση με τους υγρούς ηλεκτρολύτες που προσκολλώνται εύκολα στις επιφάνειες των ηλεκτροδίων, οι στερεοί ηλεκτρολύτες πρέπει να σχεδιάζονται προσεκτικά για να εξασφαλίζεται καλή επαφή και αποτελεσματική μεταφορά ιόντων.

Η ZYEBATTERY επικεντρωνόταν πάντα σε ενεργειακές τεχνολογίες αιχμής. Παρακολουθούμε στενά την ανάπτυξη τεχνολογιών επόμενης γενιάς, όπως οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης και δεσμευόμαστε να παρέχουμε στην αγορά ασφαλέστερες και ισχυρότερες λύσεις ενέργειας drone στο μέλλον, βοηθώντας τους πελάτες μας να πετούν ψηλότερα, μακρύτερα και με μεγαλύτερη ασφάλεια.