آیا می توانید یک باتری حالت جامد را نیمه شارژ کنید؟

اگر به قوانین سخت‌گیرانه باتری‌های لیتیوم پلیمری (LiPo) عادت دارید، ممکن است از خود بپرسید: آیا نسل جدید باتری‌های حالت جامد می‌توانند رویکرد آرام‌تری داشته باشند؟ به طور خاص، آیا می توانید a را نیم شارژ کنیدباتری حالت جامدبدون آسیب رساندن به آن؟

پاسخ کوتاه و دلگرم‌کننده این است که بله، می‌توانید - و حتی ممکن است ایده‌آل باشد.

بیایید توضیح دهیم که چرا این یک تغییر دهنده بازی بالقوه برای عملیات پهپاد است و تفاوت آن با آنچه در مورد باتری های سنتی می دانید چیست.

چرا باتری های LiPo سنتی از شارژ جزئی متنفرند؟

ابتدا قانون قدیمی را درک کنید. با باتری های پهپاد استاندارد LiPo، نگهداری یا رها کردن آنها در حالت شارژ جزئی (مثل 50 درصد) برای مدت طولانی توصیه نمی شود. دلیل آن در الکترولیت مایع است.

در LiPo، باتری که برای مدت طولانی در ولتاژ سطح متوسط ​​باقی می ماند، می تواند فرآیندی به نام آبکاری لیتیوم را تجربه کند. اینجاست که لیتیوم فلزی روی آند تجمع می‌یابد و ساختارهای ظریف و شاخه‌مانندی به نام دندریت را تشکیل می‌دهد. این دندریت ها می توانند:

ظرفیت را برای همیشه کاهش دهید.

مقاومت داخلی را افزایش دهید.

بدترین حالت، سوراخ کردن جداکننده و ایجاد یک اتصال کوتاه، منجر به آتش سوزی می شود.

به همین دلیل است که پروتکل سختگیرانه این است که اگر فوراً پرواز نمی کنید، همیشه به ولتاژ ذخیره سازی (~ 3.85 ولت در هر سلول) تخلیه/شارژ می شود.

رامزیت حالت جامد: ساخته شده تا پایدار باشد

یک باتری پهپاد حالت جامد آن الکترولیت مایع فرار را با یک باتری جامد جایگزین می کند. این تغییر اساسی در مواد، کل تصویر را تغییر می دهد.

سرکوب دندریت: الکترولیت متراکم و جامد از نظر فیزیکی مانع تشکیل و رشد دندریت های لیتیوم می شود. این یکی از ویژگی های ایمنی کلیدی آن است. خطر اتصال کوتاه ناشی از سوراخ شدن دندریت در ساختار داخلی به شدت کمتر است.

کاهش استرس شیمیایی: سیستم حالت جامد عموماً از نظر شیمیایی در طیف وسیع تری از حالت های بار پایدارتر است. از همان واکنش‌های جانبی مضر و مداومی که در الکترولیت‌های مایع رخ می‌دهد، زمانی که باتری در ولتاژ «عالی» نیست، رنج نمی‌برد.

این برای شما چه معنایی دارد: نیاز به انتقال سریع باتری به ولتاژ ذخیره سازی دقیق پس از هر پرواز تا حد زیادی کاهش می یابد. شما می توانید از نظر تئوری فرود بیایید، بسته خود را نیمه شارژ کنید تا برای جلسه بعد آن را شارژ کنید، و بدون ترس از تخریب سریع آن را ترک کنید.

سناریوهای عملی برای باتری پهپاد نیمه‌شارژ حالت جامد

تصور کنید که این سناریوهای منعطف تبدیل به یک امر عادی شوند:

تأخیر غیرمنتظره آب و هوا: شما برای یک ماموریت شارژ می‌کنید، اما مه غلیظ می‌شود. با یک بسته حالت جامد، می‌توانید آن را برای چند روز روی ۷۰ درصد یا ۴۰ درصد بگذارید تا هوا بدون نگرانی قابل‌توجهی روشن شود.

شارژ سریع قبل از پرواز: یک باتری با نیم شارژ از سفر قبلی دارید. می‌توانید آن را روی شارژر بیندازید تا 90 درصد درست قبل از پرواز، مدت زمانی را که در حالت شارژ بالا (100 درصد) سپری می‌کند، به حداقل برسانید، که هنوز برای هر شیمی باتری کمی استرس‌زا است.

عملیات میدانی ساده شده: نیاز کمتری به ایستگاه های شارژ ذخیره سازی اختصاصی در میدان. ناوگان خود را بر اساس نیاز فوری مدیریت کنید، نه یک آیین چرخه شارژ سفت و سخت.

نکته احتیاط: از راهنمای سازنده پیروی کنید

در حالی که علم نشان می‌دهد باتری‌های حالت جامد نسبت به حالت‌های شارژ جزئی بهتر عمل می‌کنند، این بدان معنا نیست که آنها از همه قوانین مصون هستند. نسل اول باتری‌های پهپادهای تجاری حالت جامد همچنان با دستورالعمل‌های مشخصی از سوی سازندگان عرضه می‌شوند.

همیشه دستورالعمل هایی که با باتری خاص شما ارائه می شود را در اولویت قرار دهید. با این حال، می توانید انتظار داشته باشید که این دستورالعمل ها بسیار کمتر از دستورالعمل های حاکم بر بسته های LiPo فعلی شما محدود کننده باشند.

نتیجه گیری

بنابراین، آیا می توانید یک باتری حالت جامد را نیمه شارژ کنید؟ کاملا. این یکی از کاربرپسندترین مزایای آنهاست. ثبات ذاتی این فناوری، ما را از تشریفات نگهداری سخت و ضروری به سمت مدیریت انرژی انعطاف‌پذیرتر و شهودی‌تر سوق می‌دهد.

برای خلبانان هواپیماهای بدون سرنشین و اپراتورهای تجاری، این به معنای زمان کمتری برای نگهداری از باتری و تمرکز بیشتر بر روی پرواز است. این یک آزادی کوچک اما قابل توجه است که نشان می دهد چرا فناوری حالت جامد آینده قدرت پهپادها است.