Kaip pusiau kietos akumuliatoriai gali pagerinti savaiminio mokesčio ir akumuliatoriaus našumą?

Dronų programose, tokiose kaip žemės ūkis ir apklausa, greitas akumuliatoriaus savaiminis mokestis ir našumo blogėjimas ilgą laiką buvo pagrindiniai skausmo taškai. Per dvigubus lūžius į materialias naujoves ir intelektualų valdymą,pusiau kietos baterijosyra iš naujo apibrėžiantys dronų energijos sistemų patikimumo standartus.

Kas daro pusiau kietų elektrolitų saugesnius nei skysti elektrolitai?

Pusiau kieti elektrolitai yra didelis akumuliatorių technologijos šuolis. Skirtingai nuo tradicinių skysčių elektrolitų, pusiau kietos baterijos naudoja į gelį panašias medžiagas, kurios sujungia geriausias kietųjų ir skystų elektrolitų savybes. Ši unikali kompozicija suteikia kelis saugos pranašumus:

1. Sumažinta nuotėkio rizika: Klampus pusiau kietų elektrolitų pobūdis sumažina nuotėkio galimybę, bendras skysčių elektrolitų baterijų saugos pavojus.

2. Patobulintas struktūrinis stabilumas: pusiau kieti elektrolitai suteikia aukščiausią mechaninę akumuliatoriaus palaikymą, sumažindamas vidinių trumpųjų jungčių, atsirandančių dėl fizinės deformacijos ar smūgio, riziką.

3. Patobulintas šiluminis valdymas: pusiau kieta struktūra palengvina vienodą šilumos pasiskirstymą, sumažindamas lokalizuotų taškų, kurie gali sukelti šiluminį bėgimą, tikimybę.

4. Patikimas liepsnos sulėtėjimas: padidėjęs atsparumas liepsnai-paprastai paprastai labai degūs skysčio elektrolitai, pusiau kieti elektrolitai pasižymi žymiai mažesniais degumo indeksais.

Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos savaime įkrovai pusiau kietose baterijose

1. Kompozicija vaidina lemiamą vaidmenį nustatant savęs įkrovos normą. Kietųjų ir skystų komponentų pusiausvyra daro įtaką jonų mobilumui ir nepageidaujamų reakcijų tikimybei.

2. Temperatūra daro didelę įtaką visų tipų akumuliatoriams, įskaitant pusiau kietas baterijas. Aukštesnė temperatūra paprastai pagreitina chemines reakcijas ir padidina jonų mobilumą, todėl atsiranda greitesnis savaiminis mokestis.

3. Akumuliatoriaus įkrovos būsena (SOC) daro įtaką jo savaiminio mokesčio greičiui. Baterijos, laikomos aukštesniame SOC lygyje, dažnai patiria greitesnį savęs įkrovą dėl padidėjusio šoninių reakcijų potencialo.

4. Priemaišos ar teršalai elektrolite ar elektrodų medžiagose pagreitina savęs įkrovą. Šios nepageidaujamos medžiagos gali katalizuoti šonines reakcijas arba sukurti jonų judėjimo kelius.

5. Elektrodų ir pusiau kieto elektrolito sąsaja yra kritinis regionas, turintis įtakos savaiminio iškrovos. Šios sąsajos stabilumas daro įtaką apsauginių sluoksnių formavimui.

6. Akumuliatoriaus dviračių istorija daro įtaką jo savarankiško mokesčio charakteristikoms. Pakartotinis įkrovimas ir iškrovimas sukelia struktūrinius elektrodų ir elektrolitų pokyčius, kurie laikui bėgant gali pakeisti savęs įkrovos greitį.

Pusiau kietos baterijosIšlaikykite daugiau nei 80% talpos po 1000–1200 ciklų per stabilias SEI plėveles ir antidritų dizainus. Tai praplečia dronų akumuliatoriaus keitimo ciklus nuo šešių mėnesių iki daugiau nei dvejų metų. Svarbiausia yra pusiau kieto elektrolito, kuris slopina ličio dendrito augimą, aukštą mechaninį stiprumą.

Pusiau kietos baterijos sumažina skysčio elektrolitų kiekį iki 5–10%, o likusią dalį sudaro trimatė polimero gelio ir keraminių dalelių tinklo sistema. Ši struktūra veikia kaip tikslus filtras: jis užtikrina jonų transportavimą įkrovimo/iškrovimo metu per nuolatinius jonų kanalus, tuo pačiu žymiai sumažinant jonų difuzijos greitį poilsio laikotarpiais.

Tikslus intelektualiojo BMS (akumuliatorių valdymo sistemos) reguliavimas suteikia geresnį saugos užtikrinimą.

Įrengta „Kalman“ filtrų pagrindu sukurta adaptyviosios akumuliatorių valdymo sistema, pusiau kieta akumuliatoriumi stebi mikrotraumų pokyčius realiuoju laiku ir automatiškai suaktyvina mažos galios apsaugos režimą aptikus nenormalų savęs mokestį.

Tiksliai modeliuodama akumuliatoriaus temperatūros ir įtampos savarankiško įkrovos charakteristikas, sistema dinamiškai sureguliuoja balansavimo grandinės eksploatavimo būseną, sumažindama bendrą energijos suvartojimą iki mažesnės nei 50 μA dronų saugojimo metu. Tai dar labiau sumažina baterijos pakuotės savarankiško įkrovos normą 20–30%.

Išvada:

Dabartiniai pusiau kietos akumuliatorių technologijos tyrimai sutelkia dėmesį į pažangių elektrolitų kompozicijų kūrimą, siekiant padidinti stabilumą ir sumažinti savęs įkrovą. Tai gali apimti naujus polimerų gelio elektrolitus arba hibridines sistemas, kuriose derinami kietųjų ir skystų komponentų pranašumai. Optimizuojant elektrolitų sudėties, baterijas, kurių savaiminio įkrovos rodikliai yra mažesni, gali būti gaminamos nepakenkiant našumui.

Taikant šios srities tyrimus toliau, mes tikimės, kad dar labiau pagerės savęs įkrovos rodikliai ir bendras akumuliatoriaus našumas.