Какви са ключовите компоненти на полутвърда батерия?

Независимо дали провеждате въздушни проучвания, които изискват часове полетно време, или доставяте пакети в гъсти градски райони, надеждната батерия може да превърне успешната операция в разочароващо забавяне. Ето защо шумът около твърдотелните батерии – рекламирани като следващия голям скок в съхранението на енергия – кара индустрията на дронове да обръща голямо внимание.

Но докато чакаме тази революционна технология да стане масова, оптимизирането на продължителността на живота и ефективността на текущата LiPo батерия е от решаващо значение за поддържане на гладкото протичане на вашите операции. Нека се потопим в това какво всъщност представляват твърдотелните батерии, как ще трансформират дроновете и доказаните стратегии, за да извлечете максимума от вашите съществуващи батерии точно сега.

Какво саТвърдотелни батерии, все пак?

Ако някога сте се сблъсквали с подута батерия на дрон или сте прекъсвали полет, за да избегнете прегряване, знаете ограниченията на традиционните литиево-йонни батерии. Тези батерии разчитат на течни електролити за пренос на йони между анода и катода – конструкция, която е предразположена към течове, прегряване и дори рискове от пожар. Солидните батерии решават този основен проблем, като вместо това използват твърди електролити и този прост превключвател отключва цял свят от подобрения.

Магията започва със самия твърд електролит, сърцето на тези батерии. Има няколко ключови типа, създаващи вълни: керамични опции като LLZO (Li7La3Zr2O12) и LATP (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3) са ценени заради тяхната стабилност и способност да провеждат ефективно йони, докато базираните на сулфиди електролити като Li10GeP2S12 работят изключително добре при стайна температура – ​​няма нужда от допълнително нагряване. Полимерните електролити, като гъвкавия PEO (полиетилен оксид), са по-лесни за оформяне и производство, което може да ги направи предпочитани за дизайни на дронове.

След това са анодите и катодите, другите критични компоненти. Много твърдотелни батерии използват чисти литиево-метални аноди, които осигуряват много по-голяма енергийна плътност от графитните аноди в повечето съвременни дронове. Силициевите аноди са друга възможност, тъй като те могат да задържат повече литиеви йони, а литиевите сплави (помислете, литиево-индиеви или литиево-алуминиеви) балансират високия капацитет с издръжливостта, необходима за многократни полети. От страна на катода, някои конструкции се придържат към изпитани материали като литиев кобалтов оксид (LiCoO2) или богат на никел NMC (литиево-никелов манганов кобалтов оксид) — но оптимизирани да работят по-добре с твърди електролити. Тестват се дори серни катоди, благодарение на техния изключително висок теоретичен капацитет, който може да удвои или утрои времето за полет някой ден.

какТвърдотелни батерииЩе промени операциите с дронове

За професионалистите в дронове твърдотелните батерии не са просто технологично надграждане – те са решение на някои от най-големите главоболия в индустрията. Нека разбием въздействието в реалния свят:

Първо, по-дългите полетни времена са даденост. С по-висока енергийна плътност, твърда батерия със същия размер като настоящата LiPo батерия може да поддържа дрон във въздуха два пъти по-дълго. Представете си да завършите пълно въздушно проучване с един полет вместо с два или да разширите мисиите за търсене и спасяване, за да покриете повече земя, без да бързате. За дронове за доставка това означава по-малко пътувания обратно до базата за презареждане – намаляване на разходите и ускоряване на обслужването.

След това има капацитет на полезен товар. Батериите в твърдо състояние имат по-добро съотношение на енергия към тегло, така че можете да носите по-тежка екипировка, без да жертвате времето за полет. Това отваря възможности като добавяне на термални камери с висока разделителна способност за промишлени инспекции, по-големи пакети за доставка или допълнителни сензори за мониторинг на околната среда - всичко това без да натоварва дрона.

Безопасността е друга голяма победа. Дроновете, летящи над пренаселени градове или чувствителни зони (като петролни рафинерии или резервати за диви животни), не могат да си позволят отказ на батерията. Батериите в твърдо състояние елиминират риска от изтичане на течности и намаляват опасностите от пожар или експлозия, което прави дроновете по-безопасни за работа на повече места. И за всеки, който е летял при екстремни метеорологични условия – независимо дали в ледени студени планински вериги или парещи пустини – твърдотелните батерии запазват ефективността си в по-широк температурен диапазон, така че не е нужно да се тревожите за внезапни спадове на мощността, когато имате най-голяма нужда от надеждност.