چرا ما باتری های حالت جامد را برای فناوری هواپیماهای بدون سرنشین در اولویت قرار می دهیم؟

محدودیت‌های فعلی در فناوری باتری‌های لیتیوم یونی از دستیابی به تعادل بین مدت زمان پرواز و ظرفیت بار جلوگیری می‌کند.

علاقه مندان به هواپیماهای بدون سرنشین نباید بین نگه داشتن پهپادهای خود در هوا برای مدت طولانی تری یا تجهیز آنها به باتری های گران قیمت تر، یکی را انتخاب کنند. تیم‌های واکنش اضطراری نباید هنگام ردیابی گسترش آتش‌سوزی، هواپیماهای بدون سرنشین را برای شارژ مجدد فراخوانی کنند.

باتری های حالت جامدچالش‌های دما را که مدت‌هاست درگیر عملیات‌های نظامی بوده‌اند، با مزایایی فراتر از معیارهای عملکرد خام، حل کنید. الکترولیت‌های آن‌ها در دماهای بسیار پایین پایدار می‌مانند و عملکرد قابل اعتمادی را در طول مأموریت‌های شناسایی قطب شمال تضمین می‌کنند و در عین حال در برابر قرار گرفتن در معرض ۷۰ درجه سانتی‌گراد بدون خطرات گرمایی که باتری‌های معمولی را تهدید می‌کنند، مقاومت می‌کنند.

مرور پیشرفت‌های اخیر در فناوری باتری‌های حالت جامد، پیشرفت‌ها در ایمنی، چگالی انرژی و عمر چرخه را برجسته می‌کند.

باتری های تمام حالت جامد نشان دهنده یک فناوری جدید امیدوارکننده با پتانسیل ایجاد انقلابی در نحوه ذخیره و استفاده از انرژی است. بر خلاف باتری‌های لیتیوم یون سنتی که از الکترولیت‌های مایع برای انتقال یون‌ها بین الکترودها استفاده می‌کنند، SSBها از الکترولیت‌های جامد استفاده می‌کنند که مزایای متعددی نسبت به همتایان مایع دارند.

SSB ها چگالی انرژی بالاتر و طول عمر بیشتری را ارائه می دهند، نسبت به باتری های معمولی ایمن تر هستند و با محیط زیست سازگارتر هستند. علاوه بر این، تحت شرایط خاص، SSBها پتانسیل شارژ سریع‌تری نسبت به باتری‌های سنتی دارند و می‌توانند در طیف وسیعی از کاربردها، از پهپادهای مصرفی گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی، استفاده شوند.

باتری‌های حالت جامد با چالش‌های متعددی روبرو هستند که در درجه اول هزینه بالا، ناپایداری مکانیکی و رابط و تشکیل دندریت است. پیشرفت قابل توجهی در توسعه SSB در سال های اخیر حاصل شده است، و محققان در سراسر جهان برای غلبه بر چالش های باقی مانده و ارائه این فناوری به بازار تلاش می کنند.

بنابراین، زمینه باتری‌های حالت جامد پیشرفت فوق‌العاده‌ای را تجربه کرده است و ما را به دستیابی به راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی با کارایی بالا و از نظر تجاری بادوام نزدیک‌تر کرده است. همانطور که دنیای پیچیده مواد باتری حالت جامد را بررسی می کنیم، مشخص می شود که انتخاب دقیق و بهینه سازی برای تحقق پتانسیل کامل این فناوری بسیار مهم است.

مزایا و معایب باتری های حالت جامد

رابط کاتد/الکترولیت جامد برای فرآیندهای الکتروشیمیایی در باتری‌های حالت جامد حیاتی است و به طور قابل‌توجهی بر سینتیک انتقال یون تأثیر می‌گذارد. الکترولیت های جامد در مقایسه با الکترولیت های مایع، پایداری حرارتی و دوام بیشتری دارند. عملکرد مواد به دلیل چندین متغیر محیطی، از جمله دمای محیط، فشار و رطوبت، تغییرات قابل توجهی را نشان می دهد. فراتر از مواد، تخریب باتری نیز باید به عنوان یک عامل کلیدی موثر بر عملکرد بلند مدت مورد توجه قرار گیرد.

شارژ باتری

در مقایسه با الکترولیت‌های مایع، باتری‌های حالت جامد رسانایی یونی بالاتری از خود نشان می‌دهند که سرعت شارژ سریع‌تری را ممکن می‌سازد. برخلاف باتری‌های لیتیوم یون سنتی که از الکترولیت‌های مایع استفاده می‌کنند، باتری‌های حالت جامد از مواد الکترولیت جامد برای تسهیل حرکت یون بین الکترودها استفاده می‌کنند.

علاوه بر این، تجربه شارژ سریع با باتری های حالت جامد ممکن است ایمن تر و قابل اطمینان تر باشد.

تأثیر دنیای واقعی: افزایش تحویل هواپیماهای بدون سرنشین

این پیشرفت‌ها به آزمایش‌های آزمایشگاهی محدود نمی‌شوند، بلکه در حال تغییر برنامه‌های پهپادها هستند.

کشاورزی: ​​هواپیماهای بدون سرنشین با عمر باتری طولانی‌تر می‌توانند بیش از 200 هکتار را در هر پرواز پوشش دهند، به طور مداوم محصولات را سمپاشی کنند یا سلامت خاک را زیر نظر بگیرند.

واکنش اضطراری: پهپادهای جستجو و نجات مجهز به باتری‌های لیتیومی و ضمیمه‌های پنل خورشیدی (برای انرژی اضافی) می‌توانند بیش از دو ساعت در هوا باقی بمانند و مناطق بزرگ‌تر را برای یافتن افراد مفقود شده یا نقاط آتش‌سوزی وحشی اسکن کنند.

لجستیک: پهپادهای تحویلی مانند آمازون در حال آزمایش باتری های حالت جامد هستند و هدف آنها پروازهای 50 کیلومتری برای تحویل بسته ها به مناطق روستایی فاقد دسترسی جاده ای است.

باتری های حالت جامدوعده تغییر اساسی چشم انداز هواپیماهای بدون سرنشین، با پتانسیل افزایش قابل توجه استقامت پرواز و قابلیت های ماموریت برای سکوهای تجاری و غیرنظامی، افزایش کارایی در انجام وظایف مختلف.