مزایای باتری های لیتیوم یون با حالت جامد چیست؟

فناوری قدرت پهپاد همچنان به پیشرفت های خود ادامه می دهد. این فناوری جدید ، بین باتری های لیتیوم مایع وباتری های حالت جامد، منظره سنتی باتری لیتیوم را با مزایای چند بعدی خود مختل می کند و حرکت جدید را به اقتصاد کم ارتفاع تزریق می کند.

I. چگالی انرژی دو برابر: پیشرفت های دوگانه در استقامت و بارگذاری

باتری های پلیمری لیتیوم که معمولاً در هواپیماهای بدون سرنشین مصرف کننده مورد استفاده قرار می گیرند ، به طور معمول دارای تراکم انرژی زیر 250 ساعت در کیلوگرم هستند ، در حالی که باتری های لیتیوم مایع در هواپیماهای بدون سرنشین محافظت از محصولات کشاورزی به ندرت از 300WH/kg است. این امر به یک هنجار صنعت "30 دقیقه زمان پرواز و ظرفیت بار 5 کیلوگرم" منجر شده است.

باتری های حالت نیمه جامد از طریق نوآوری مواد به یک جهش کیفی می رسند. آنها با ترکیب آنهای سیلیکون-کربن با کاتدهای با نیک بالا ، به 350WH/کیلوگرم می رسند-تقریباً دو برابر چگالی انرژی سنتی. این پیشرفت مستقیماً به توانایی عملیاتی ترجمه می شود.

مهمتر از همه ، "نسبت انرژی به وزن" را بهینه می کند. در حالی که چگالی انرژی را 35 ٪ افزایش می دهد ، باتری های نیمه جامد وزن را 20 ٪ کاهش می دهند. این کار هواپیماهای بدون سرنشین 5 کیلوگرم را قادر می سازد تا 30-40 دقیقه از زمان پرواز را بدست آورند ، اساساً معضل صنعت را برطرف می کند که در آن "حمل باتری های اضافی کمتر از حمل بار کمتری کار می کند."

ii. انقلاب ایمنی

فناوری الکترولیت ژل در باتری های نیمه جامد اساساً خطرات ایمنی مرتبط با الکترولیت های مایع را از بین می برد. این باتری ها در طی تست های سوراخ و فشرده سازی ، نشت صفر و عدم احتراق را نشان می دهند. در شرایط شدید ، پایداری حرارتی آنها 300 ٪ از باتری های سنتی لیتیوم پیشی می گیرد و تخلیه پایدار حتی در دمای 80 درجه سانتیگراد یا تحت تأثیر سوراخ را حفظ می کند.

iii سازگاری محیطی: خروجی پایدار در -40 درجه سانتیگراد

از طریق فرمولاسیون بهینه شده الکترولیت ، باتری های نیمه جامد بر محدودیت های دما غلبه می کنند. محصولات Zyebattery به طور پایداری بین -40 درجه سانتیگراد و 60 درجه سانتیگراد کار می کنند و 85 ٪ احتباس ظرفیت را در سرماخوردگی حفظ می کنند. در مقابل ، باتری های لیتیوم معمولی تنها 15 دقیقه در شرایط یکسان طول می کشد ، و نتوانسته است تقاضای عملیات نجات با ارتفاع بالا یا سفرهای قطبی را برآورده کند.

IV مزایای زندگی چرخه

باتری های نیمه جامد با سرکوب رشد دندریت لیتیوم ، عمر چرخه را به بیش از 1000 چرخه افزایش می دهد. برخی از مدل ها پس از 1200 چرخه بیش از 80 ٪ ظرفیت را حفظ می کنند. برای شارژ/تخلیه هواپیماهای بدون سرنشین کشاورزی در روز سه بار ، باتری های سنتی به دو تعویض سالانه نیاز دارند ، در حالی که باتری های نیمه جامد به مدت 12 ماه به طور مداوم کار می کنند-کاهش هزینه های سالانه 60 ٪.

تجاری سازی تسریع شده

هواپیماهای بدون سرنشین درجه مصرف کننده ، کلاس کشاورزی ، درجه اضطراری و با درجه صنعتی می توانند به تدریج باتری های نیمه جامد را اتخاذ کنند. ولتاژ و ظرفیت بسته های باتری چند سری را می توان برای برآورده کردن نیازهای خاص سفارشی کرد.

به عنوان مثال ، یک پیکربندی 6 سری از هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی به اندازه متوسط ​​(20-30 دقیقه استقامت) مناسب است ، در حالی که یک مجموعه 14 سری برای هواپیماهای بدون سرنشین اسپری کشاورزی (40-60 دقیقه استقامت) ایده آل است. با این حال ، چنین باتری ها برای اطمینان از تعادل ولتاژ در سری و جلوگیری از حوادث ایمنی ناشی از ناسازگاری ولتاژ ، به یک سیستم مدیریت باتری حرفه ای (BMS) نیاز دارند.

باتری های نیمه جامد یک فناوری انتقالی نیستند ، بلکه راه حل بهینه برای رفع "اضطراب دامنه" از هواپیماهای بدون سرنشین امروز هستند. تحلیلگران صنعت خاطرنشان می کنند که با کاهش هزینه های تولید انبوه تا سال 2025 ، این باتری ها به سرعت در بازار مصرف نفوذ می کنند و هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی را قادر می سازد تا بیش از یک ساعت از زمان پرواز و هواپیماهای بدون سرنشین باری را به دست آورند تا کالاهای بیش از 100 کیلومتر را تحویل دهند. این واقعاً پتانسیل اقتصاد کم ارتفاع را باز خواهد کرد.