Kaip veikia drono kietojo kūno ličio baterijos?

Nors tradicinės ličio polimerų (LIPO) baterijos tapo pagrindinės, jų saugos ir energijos tankio kliūtys tapo vis ryškesnės. Skirtingai nuo tradicinių ličio jonų baterijų, kurios priklauso nuo skystų elektrolitų, kietojo kūno baterijos laikosi visiškai kitokio požiūrio. Tikimasi, kad šis novatoriškas dizainas pasiūlys didesnį energijos tankį, didesnį saugumą ir ilgesnį tarnavimo laiką.

Kietojo kūno baterijos juda iš laboratorijos į programų priešakį. Taigi, kaip tiksliai veikia ši labai laukiama technologija? Kaip tai pakeis dronų ateitį?

Kietojo kūno akumuliatorių darbo procesas yra makroskopiškai panašus į ličio polimerų baterijų, vis dar susijusių su ličio jonų migracija tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų. Tačiau diegimo metodai mikrolygyje suteikia skirtumų pasaulį.

Kietieji elektrolitai: paprastai jie gaminami iš specialių kietųjų medžiagų, tokių kaip keramika, sulfidai ar polimerai. Šios medžiagos turi ypač aukštą joninį laidumą, leidžiančią greitai praeiti per ličio jonus, kartu izoliuodamos elektronus, puikiai derinant dvi pagrindines laidumo ir izoliacijos funkcijas.

Didelės talpos elektrodas

„Anode Innovation“: Vienas įdomiausių kietojo kūno baterijų potencialų yra galimybė tiesiogiai naudoti ličio metalą kaip anodą. Taip yra todėl, kad kietas elektrolitas gali veiksmingai slopinti ličio dendritų augimą, o dendritų įsiskverbimas per separatorių yra pagrindinė trumpų jungčių ir gaisrų skysčių baterijose priežastis.

Teigiamas elektrodo atnaujinimas: Derinant aukštos įtampos ir didelės talpos teigiamas elektrodų medžiagas (tokias kaip aukšto nikelio trišalė, ličio turtinga mangano pagrindu pagaminta ar net teigiami sieros elektrodai), visos akumuliatorių sistemos energijos potencialas gali būti visiškai išnaudojamas.

Darbo procesas

Kai įkraunama ar išleidžiama akumuliatorius, ličio jonai (Li⁺) juda pirmyn ir atgal tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų, veikiančių elektrinį lauką per kietą elektrolitą, kuris tarnauja kaip kietas „tiltas“. Elektronai (E⁻) teka per išorinę grandinę, taip sudarydami elektros srovę, kad būtų galima maitinti nepilotuojamą oro transportą.

Kietojo kūno akumuliatoriaus dizainas, kas gali pakeisti skystus elektrolitus?

Tradicinėse ličio jonų akumuliatoriuose skystas elektrolitas tarnauja kaip terpė jonų sklidimui tarp anodo ir katodo įkrovimo ir iškrovimo ciklų metu. Tačiau kietojo kūno akumuliatoriaus dizainas šį skystį pakeičia kietomis medžiagomis, kurios atlieka tą pačią funkciją. Šis kietas elektrolitas gali būti pagamintas iš įvairių medžiagų, įskaitant keramiką, polimerus ar sulfidus.

Kietųjų elektrolitų medžiagų pasirinkimas yra labai svarbus, nes tai daro tiesioginę įtaką akumuliatoriaus veikimui, saugumui ir gaminimui.

Polimerų elektrolitai yra pagaminti iš organinių medžiagų ir turi daugybę skirtingų pranašumų:

1. Lankstumas: jie gali prisitaikyti prie elektrodų tūrio pokyčių dviračių važiavimo metu.

2. Lengva gaminti: Polimerų elektrolitus galima apdoroti naudojant paprastesnius ir ekonomiškesnius metodus.

3. Patobulinta sąsaja: paprastai jie sudaro geresnę sąsają su elektrodu, taip sumažindami varžą.

Vienas iš pagrindinių kietojo kūno akumuliatoriaus dizaino iššūkių, neatsižvelgiant į naudojamo kieto elektrolito tipą, yra optimizuoti sąsają tarp elektrolito ir elektrodo. Skirtingai nuo skystų elektrolitų, kuriuos lengva prilipti prie elektrodų paviršių, kietų elektrolitų reikia kruopščiai suprojektuoti, kad būtų užtikrintas geras kontaktas ir efektyvus jonų perdavimas.

Tyrėjai tyrinėja įvairias strategijas, kaip pagerinti šias sąsajas, įskaitant:

1. Paviršiaus danga: Norėdami padidinti suderinamumą ir jonų perdavimą padidinti, tepkite ploną dangą ant elektrodo ar elektrolito.

2. Nanostruktūrizuotos sąsajos: Sukurkite nanoskalės ypatybes sąsajose, kad padidintumėte paviršiaus plotą ir pagerintumėte jonų mainus.

3. Slėgio pagalba surinkimas: akumuliatoriaus surinkimo proceso metu naudojamas kontroliuojamas slėgis, kad būtų užtikrintas geras kontaktas tarp komponentų.

Išvada:

Kietojo kūno baterijų veikimo principas yra ne tik paprastas medžiagos pakeitimas, bet ir paradigmos revoliucija, kuri pereina nuo skysto jonų migracijos prie kietojo kūno jonų laidumo. Jis saugiau ir efektyviau tiekia energiją per tvirtą „kietojo kūno jonų tiltą“. Dronams tai nėra vien tik akumuliatoriaus keitimas; Tai žymi visiškai naujos skrydžio eros pradžią.

„Zyebattery“ visada buvo sutelkta į pažangiausias energijos technologijas. Mes atidžiai stebime naujos kartos technologijų, tokių kaip kietojo kūno baterijos, kūrimą ir esame įsipareigoję ateityje pateikti rinką saugesnius ir galingesnius „Drone Power“ sprendimus, padėdami mūsų klientams skristi aukščiau, tolimesne ir saugiau.