Защо даваме приоритет на твърдотелните батерии за технологията на дронове

Настоящите ограничения в технологията на литиево-йонните батерии възпрепятстват постигането на баланс между продължителността на полета и капацитета на полезен товар.

Ентусиастите на дронове не трябва да избират между това да запазят своите дронове във въздуха по-дълго или да ги оборудват с по-скъпи батерии. Екипите за спешно реагиране не трябва да извикват дронове за презареждане, докато проследяват разпространението на горски пожар.

Твърди батерииразрешаване на температурните предизвикателства, които отдавна измъчват военните операции, с предимства, простиращи се далеч отвъд суровите показатели за производителност. Техните електролити остават стабилни при изключително ниски температури, осигурявайки надеждна работа по време на разузнавателни мисии в Арктика, като същевременно издържат на излагане на 70°C без рисковете от термично изпускане, които измъчват конвенционалните батерии.

Прегледът на последните постижения в технологията за твърдотелни батерии подчертава подобренията в безопасността, енергийната плътност и жизнения цикъл.

Изцяло твърдотелните батерии представляват обещаваща нова технология с потенциал да революционизира начина, по който съхраняваме и използваме енергия. За разлика от традиционните литиево-йонни батерии, които използват течни електролити за пренос на йони между електродите, SSBs използват твърди електролити, предлагайки няколко предимства пред течните аналози.

SSBs предлагат по-висока енергийна плътност и по-дълъг живот, по-безопасни са от конвенционалните батерии и са по-щадящи околната среда. Освен това, при определени условия, SSBs имат потенциал за по-бързо зареждане от традиционните батерии и могат да се използват в широк спектър от приложения, от потребителски дронове до електрически превозни средства.

Батериите в твърдо състояние са изправени пред няколко предизвикателства, предимно висока цена, механична нестабилност и нестабилност на интерфейса и образуване на дендрити. През последните години беше постигнат значителен напредък в развитието на SSB, като изследователи от цял ​​свят работят за преодоляване на оставащите предизвикателства и пускане на тази технология на пазара.

По този начин областта на твърдотелните батерии претърпя огромен напредък, доближавайки ни до постигането на търговски жизнеспособни, високопроизводителни решения за съхранение на енергия. Докато изследваме сложния свят на материалите за твърдотелни батерии, става ясно, че внимателният подбор и оптимизация са от решаващо значение за реализирането на пълния потенциал на тази технология.

Предимства и недостатъци на твърдотелните батерии

Интерфейсът катод/твърд електролит е от решаващо значение за електрохимичните процеси в твърдотелни батерии, като значително влияе върху кинетиката на йонния транспорт. Твърдите електролити предлагат превъзходна термична стабилност и по-голяма издръжливост в сравнение с течните електролити. Ефективността на материала показва значителни вариации поради няколко променливи на околната среда, включително околна температура, налягане и влажност. Освен материалите, влошаването на батерията също трябва да бъде разгледано като ключов фактор, влияещ върху дългосрочната производителност.

Зареждане на батерията

В сравнение с течните електролити, батериите в твърдо състояние показват превъзходна йонна проводимост, което позволява по-бързи скорости на зареждане. За разлика от традиционните литиево-йонни батерии, използващи течни електролити, твърдотелните батерии използват твърди електролитни материали, за да улеснят движението на йони между електродите.

Освен това бързото зареждане с твърдотелни батерии може да бъде по-безопасно и по-надеждно.

Въздействие в реалния свят: Увеличени доставки с дронове

Тези подобрения не се ограничават до лабораторни експерименти – те вече трансформират приложенията за дронове.

Селско стопанство: Дроновете с удължен живот на батерията могат да покриват над 200 акра на полет, непрекъснато пръскайки култури или наблюдавайки здравето на почвата.

Спешна реакция: Дроновете за търсене и спасяване, оборудвани с литиеви батерии и приставки за слънчеви панели (за допълнително захранване), могат да останат във въздуха над два часа, сканирайки по-големи райони за изчезнали хора или горещи точки на горски пожари.

Логистика: Дроновете за доставка като тези на Amazon тестват твърдотелни батерии, като се стремят към 50-километрови полети, за да доставят пакети до селски райони без пътен достъп.

Твърди батерииобещават да трансформират фундаментално пейзажа на дроновете, с потенциала значително да разширят издръжливостта на полета и възможностите за мисии за търговски и граждански платформи, повишавайки ефективността при различни задачи.