Kokie yra pagrindiniai pusiau kieto kūno akumuliatoriaus komponentai?

Nesvarbu, ar atliekate tyrimus iš oro, kuriems reikia valandų skrydžio, ar pristatote paketus tankiose miesto vietose, patikima baterija gali paversti sėkmingą operaciją varginančiu vėlavimu. Štai kodėl triukšmas apie kietojo kūno baterijas, skelbiamas kaip kitas didelis energijos kaupimo šuolis, privertė dronų pramonę skirti daug dėmesio.

Tačiau kol laukiame, kol ši revoliucinė technologija taps įprasta, norint, kad jūsų veikla veiktų sklandžiai, labai svarbu optimizuoti dabartinės LiPo baterijos tarnavimo laiką ir efektyvumą. Pasinerkime į tai, kas iš tikrųjų yra kietojo kūno akumuliatoriai, kaip jie pakeis bepiločius orlaivius ir įrodytas strategijas, kaip išnaudoti visas esamas baterijas jau dabar.

Kas yraKietojo kūno baterijos, Visgi?

Tada yra anodai ir katodai, kiti svarbūs komponentai. Daugelyje kietojo kūno baterijų naudojami gryni ličio metalo anodai, kuriuose yra daug daugiau energijos nei daugumoje dabartinių dronų grafito anodai. Kitas variantas yra silicio anodai, nes juose gali būti daugiau ličio jonų, o ličio lydiniai (pagalvokite apie ličio-indžio arba ličio-aliuminio) subalansuoja didelę talpą ir patvarumą, reikalingą pakartotiniams skrydžiams. Kalbant apie katodą, kai kurie dizainai prilimpa prie išbandytų medžiagų, tokių kaip ličio kobalto oksidas (LiCoO2) arba nikelio turtingas NMC (ličio nikelio mangano kobalto oksidas), tačiau optimizuoti, kad geriau veiktų su kietaisiais elektrolitais. Net sieros katodai yra bandomi, nes jų teorinis pajėgumas gali padvigubėti arba patrigubėti kada nors.

Magija prasideda nuo paties kieto elektrolito, šių baterijų širdies. Yra keletas pagrindinių tipų, sukeliančių bangas: keraminiai variantai, tokie kaip LLZO (Li7La3Zr2O12) ir LATP (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3), yra vertinami dėl savo stabilumo ir gebėjimo efektyviai praleisti jonus, o sulfidų pagrindu pagaminti elektrolitai, tokie kaip Li10GeP2S12, ypač gerai veikia kambario temperatūroje. Polimerinius elektrolitus, tokius kaip lankstus PEO (polietileno oksidas), lengviau formuoti ir gaminti, todėl juos galima naudoti kuriant dronus.

Tada yra anodai ir katodai, kiti svarbūs komponentai. Daugelyje kietojo kūno baterijų naudojami gryni ličio metalo anodai, kuriuose yra daug daugiau energijos nei daugumoje dabartinių dronų grafito anodai. Kitas variantas yra silicio anodai, nes juose gali būti daugiau ličio jonų, o ličio lydiniai (pagalvokite apie ličio-indžio arba ličio-aliuminio) subalansuoja didelę talpą ir patvarumą, reikalingą pakartotiniams skrydžiams. Kalbant apie katodą, kai kurie dizainai prilimpa prie išbandytų medžiagų, tokių kaip ličio kobalto oksidas (LiCoO2) arba nikelio turtingas NMC (ličio nikelio mangano kobalto oksidas), tačiau optimizuoti, kad geriau veiktų su kietaisiais elektrolitais. Net sieros katodai yra bandomi, nes jų teorinis pajėgumas gali padvigubėti arba patrigubėti kada nors.

KaipKietojo kūno baterijosKeisis bepiločių orlaivių operacijas

Bepiločių orlaivių profesionalams kietojo kūno baterijos nėra tik technologijų patobulinimas – jos yra kelių didžiausių galvos skausmų pramonėje sprendimas. Išskaidykime realaus pasaulio poveikį:

Pirma, ilgesnis skrydžio laikas yra savaime suprantamas. Esant didesniam energijos tankiui, tokio paties dydžio kietojo kūno baterija kaip dabartinė LiPo baterija galėtų išlaikyti droną du kartus ilgiau. Įsivaizduokite, kad visą lėktuvo apžiūrą baigsite vienu skrydžiu, o ne dviem, arba pratęsite paieškos ir gelbėjimo misijas, kad neskubėdami apimtumėte daugiau žemės. Pristatant bepiločius orlaivius, tai reiškia, kad reikia mažiau kelionių atgal į bazę pasikrauti – sumažės išlaidos ir paspartėtų aptarnavimas.

Tada yra naudingoji apkrova. Kietojo kūno baterijos turi geresnį energijos ir svorio santykį, todėl galite neštis sunkesnę įrangą neprarandant skrydžio laiko. Tai atveria tokias galimybes kaip didelės skiriamosios gebos šiluminių kamerų pridėjimas pramoniniams patikrinimams, didesni pristatymo paketai arba papildomi jutikliai aplinkos stebėjimui – visa tai neapsunkinus drono.

Saugumas yra dar vienas didžiulis laimėjimas. Dronai, skraidantys virš perpildytų miestų ar jautrių vietovių (pvz., naftos perdirbimo gamyklų ar laukinės gamtos rezervatų), negali sau leisti akumuliatoriaus gedimų. Kietojo kūno baterijos pašalina skysčių nutekėjimo riziką ir sumažina gaisro ar sprogimo pavojų, todėl dronai yra saugesni naudoti daugiau vietų. Ir visiems, kurie skrido ekstremaliomis oro sąlygomis – ar šąlančiais kalnais, ar karštomis dykumomis – kietojo kūno akumuliatoriai išlaiko savo veikimą platesniame temperatūrų diapazone, todėl jums nereikia jaudintis dėl staigaus galios sumažėjimo, kai labiausiai reikia patikimumo.