Dronen puolijohdeakut kylmän sään lentoihin

Kova kylmä sää on aina ollut vakava haaste miehittämättömien ilma-alusten suorituskyvylle ja luotettavuudelle. Alhaiset lämpötilat voivat vähentää merkittävästi perinteisten akkujen kemiallista aktiivisuutta, mikä johtaa akun käyttöiän jyrkkään laskuun, jännitteen putoamiseen ja jopa äkillisiin sähkökatkoihin, mikä vaarantaa kriittiset lentotehtävät. Semi-Solid State -akut - tarjoavat meille upouuden ratkaisun kovan kylmyyden voittamiseksi.

Miksi matala lämpötila on perinteisten drone-akkujen "perivihollinen"?

Perinteisten litiumpolymeeriakkujen (LiPo) ahdinko alhaisissa lämpötiloissa:

Alhaiset lämpötilat voivat vaikuttaa merkittävästi drone-akkujen suorituskykyyn, mikä lyhentää lentoaikoja ja saattaa vaikuttaa tehtävään.

Elektrolyytin jähmettyminen: Matalissa lämpötiloissa akun sisällä oleva nestemäinen elektrolyytti muuttuu viskoosiksi tai jopa jähmettyy osittain, mikä haittaa suuresti litiumionien liikenopeutta.

Sisäisen vastuksen jyrkkä kasvu: Ioniliikkeen estäminen johtaa suoraan akun sisäisen vastuksen kasvuun. Lennon ylläpitämiseksi akun jännite laskee jyrkästi (jännitteen lasku), mikä laukaisee dronin heikon akun suojamekanismin ja pakottaa lentokoneen laskeutumaan aikaisemmin.

Vakava kapasiteetin heikkeneminen: 0°C:n ympäristössä perinteisten LiPo-akkujen käytettävissä oleva kapasiteetti voi laskea 30–50 %. Vielä äärimmäisissä matalissa lämpötiloissa suorituskyvyn heikkeneminen on vielä hämmästyttävämpää.

Latausvaara: Akkujen lataaminen matalissa lämpötiloissa voi aiheuttaa litiummetallin huuhtoutumista ulos, mikä voi vahingoittaa akkua pysyvästi ja aiheuttaa oikosulun ja tulipalon vaaran.

Solid state -akut, siirtymävaiheen teknologiana, yhdistää nerokkaasti perinteisten nesteakkujen ja täysin kiinteiden akkujen edut. Ydin on elektrodimateriaalien sekoittamisessa kiinteiden elektrolyyttien ja pienen määrän elektrolyyttiä kanssa puolikiinteän matriisin muodostamiseksi, joka on samanlainen kuin geelimäinen aine.

Solid State -akutovat siirtymässä laboratoriosta sovellusten eturintamaan. Joten miten tämä odotettu tekniikka tarkalleen ottaen toimii? Miten se muuttaa droonien tulevaisuutta?

Solid-state-akkujen työskentelyprosessi on makroskooppisesti samanlainen kuin litiumpolymeeriakkujen, ja siihen liittyy edelleen litiumionien kulkeutuminen positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä. Toteutusmenetelmät mikrotasolla tuovat kuitenkin maailmaan eroja.

Kiinteät elektrolyytit: Ne on yleensä valmistettu erityisistä kiinteistä materiaaleista, kuten keramiikasta, sulfideista tai polymeereistä. Näillä materiaaleilla on äärimmäisen korkea ionijohtavuus, mikä mahdollistaa litiumionien kulkemisen nopeasti läpi samalla, kun ne eristävät elektroneja, mikä yhdistää täydellisesti kaksi päätehtävää johtavuuden ja eristyksen.

Työprosessi

Kun akku ladataan tai puretaan, litiumionit (Li⁺) liikkuvat edestakaisin positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä sähkökentän vaikutuksesta kiinteän elektrolyytin kautta, joka toimii kiinteänä "siltana". Elektronit (e⁻) virtaavat ulkoisen piirin läpi muodostaen siten sähkövirran miehittämättömän ilma-aluksen tehostamiseksi.

Yksi keskeisistä haasteista puolijohdeakkujen suunnittelussa käytetyn kiinteän elektrolyytin tyypistä riippumatta on optimoida elektrolyytin ja elektrodin välinen rajapinta. Toisin kuin nestemäiset elektrolyytit, jotka tarttuvat helposti elektrodipintoihin, kiinteät elektrolyytit on suunniteltava huolellisesti hyvän kontaktin ja tehokkaan ioninsiirron varmistamiseksi.

ZYEBATTERY on aina keskittynyt huippuluokan energiateknologioihin. Seuraamme tiiviisti seuraavan sukupolven teknologioiden, kuten solid-state-akkujen, kehitystä ja olemme sitoutuneet tarjoamaan markkinoille turvallisempia ja tehokkaampia drone-tehoratkaisuja tulevaisuudessa, mikä auttaa asiakkaitamme lentämään korkeammalle, kauemmas ja turvallisemmin.