Разликите между липо батерии и батерии в полутвърдо състояние？

Еволюцията на мощността на дрона: Крайният сблъсък между LiPo и полутвърдотелни батерии

За пилотите на дронове безпокойството за обхвата и опасенията за безопасност остават постоянни предизвикателства. В основата на тези проблеми е източникът на захранване на дрона –батерията. От години литиево-полимерните батерии доминират както в потребителските, така и в индустриалните дронове. Сега обаче технология, наречена „полутвърдотелни батерииТази статия се задълбочава в сравнителен анализ на двете, разкривайки основните им различия и бъдещи траектории.

I. Литиево-полимерни батерии

1. Технически принципи и характеристики:

Литиево-полимерните батерии използват гелообразни или твърдотелни полимерни електролити. Техните основни предимства включват:

Висока енергийна плътност: Съхраняване на значителна електрическа енергия в сравнително лек пакет

Висока скорост на разреждане: Предоставяне на мигновени високи токове, за да отговори на взискателните изисквания за мощност по време на излитане, издигане и високоскоростни маневри на дрона.

Персонализиран форм-фактор: Полимерният електролит позволява клетките да бъдат произведени в тънки, правоъгълни или различни други форми, оптимизирайки използването на неправилни вътрешни пространства в дроновете.

2. Ограничения в приложенията на UAV:

Въпреки зрялата технология и управляемите разходи, присъщите недостатъци на LiPo батериите са ясно разкрити в приложенията на UAV:

Загриженост за безопасността: Това е най-критичната слабост на LiPo. Запалимият и експлозивен течен органичен електролит лесно задейства топлинно бягане по време на физическо пробиване, презареждане или вътрешно късо съединение, което води до пожари или експлозии.

Живот с кратък цикъл: Висококачествените LiPo батерии обикновено имат пълен цикъл на живот от около 300-500 цикъла, след което производителността се влошава значително.

Лоша адаптивност към околната среда: Производителността спада рязко в среда с ниска температура, което драстично намалява времето за работа и мощността.

II. Възходът на полутвърдотелните батерии

Полутвърдотелните батерии представляват крайъгълен камък в развитието на технологията за твърди батерии. Вместо напълно да елиминират течностите, те включват значителни твърди компоненти (като твърди електролити) в електродите или електролитите, като същевременно запазват частични течни електролити, за да осигурят ефективност на йонната проводимост.

1. Технологичен скок и основни предимства:

Значително подобрение на вътрешната безопасност: Полутвърдата технология драстично намалява съдържанието на запалими течни електролити, като основно намалява риска от термично изтичане. Неговите твърди компоненти показват превъзходна термична стабилност, като ефективно потискат откритите пламъци и експлозиите дори при условия на пробиване. Това представлява революционен напредък за дронове, където безопасността на полетите е от първостепенно значение.

Пробив в енергийната плътност: Полутвърдите батерии могат да използват електродни материали с по-голям капацитет, постигайки теоретична енергийна плътност с 30%-50% по-висока от LiPo батериите с еквивалентно тегло или дори повече. Това означава, че дроновете могат да летят по-дълго със същото тегло.

По-дълъг живот на цикъла: Електролитите в твърдо състояние проявяват по-малко странични реакции с електродните материали и предлагат по-голяма структурна стабилност, което им позволява да издържат на повече цикли на зареждане-разреждане. Очаква се техният живот да надхвърли 1000 цикъла, което значително намалява общите разходи за жизнения цикъл.

2. Текущи предизвикателства в приложенията на дронове:

Висока цена: Новите материали и производствени процеси водят до значително по-високи производствени разходи в сравнение със зрелите LiPo батерии.

Необходима оптимизация на изходната мощност: Въпреки високата енергийна плътност, тяхната мигновена способност за разреждане при висок ток (плътност на мощността) може в момента да е малко по-ниска от LiPo батериите от най-висок клас за конкуренция. Това може да е ограничение за състезателни дронове, преследващи екстремна тяга.

Незряла верига за доставки: Капацитетът за масово производство, веригите за доставки и поддържащата BMS технология все още се развиват, което ги прави по-малко достъпни от LiPo батериите.

III. Заключение: Съвместно съществуване и взаимно допълване на двата типа батерии

Настояще: LiPo батериите предлагат превъзходна рентабилност

През следващите 2-3 години LiPo батериите ще останат доминиращият избор за потребителски дронове за въздушна фотография и FPV състезателни дронове поради тяхната зряла верига за доставки и несравнима мощност. За повечето любители и търговски потребители те ще продължат да представляват най-рентабилното решение.

Бъдеще: Технологичната революция на полутвърдите батерии

Полутвърдотелните батерии първо ще получат сцепление в приложения, изискващи изключителна безопасност, издръжливост и дълъг живот. Примерите включват:

Логистични дронове: Разширеният обхват позволява по-големи зони на покритие с една доставка, докато повишената безопасност позволява работа в гъсто населени зони.

Индустриални инспекционни дронове: Изискванията за продължителни мисии и оборудване с висока стойност налагат батерии с изключителна дълготрайност и надеждност.

Висококачествени дронове за въздушно проучване и обществена безопасност: Повишената издръжливост във въздуха улеснява операциите по картографиране или търсене на по-големи площи.

Заключение:

Полутвърдотелни батериинасочват към нова ера на дронове, които са по-безопасни, по-издръжливи и по-мощни. Като пилоти или индустриални потребители, разбирането на тази трансформация ни помага да правим по-мъдри избори днес и да се подготвим за предстоящата революция на мощността.