De drone-solid-state-batterijen voor vluchten bij koud weer

Zwaar koud weer is altijd een serieuze uitdaging geweest voor de prestaties en betrouwbaarheid van onbemande luchtvaartuigen. Lage temperaturen kunnen de chemische activiteit van traditionele batterijen aanzienlijk verminderen, wat leidt tot een scherpe daling van de levensduur van de batterij, spanningsdalingen en zelfs plotselinge stroomuitval, waardoor kritieke vluchtmissies in gevaar komen. Semi-Solid State-batterijen - bieden ons een gloednieuwe oplossing om de strenge kou te overwinnen.

Waarom is lage temperatuur de ‘aartsvijand’ van traditionele drone-batterijen?

De hachelijke situatie van traditionele lithium-polymeer (LiPo) batterijen bij lage temperaturen:

Lage temperaturen kunnen de prestaties van drone-batterijen aanzienlijk beïnvloeden, wat leidt tot kortere vliegtijden en mogelijk een impact heeft op uw missie.

Stolling van elektrolyten: Bij lage temperaturen wordt de vloeibare elektrolyt in de batterij stroperig of stolt zelfs gedeeltelijk, waardoor de bewegingssnelheid van lithiumionen aanzienlijk wordt belemmerd.

Een sterke toename van de interne weerstand: De belemmering van de ionenbeweging leidt direct tot een toename van de interne weerstand van de batterij. Om de vlucht te behouden zal de batterijspanning scherp dalen (spanningsdaling), waardoor het beschermingsmechanisme voor een lage batterijspanning van de drone wordt geactiveerd en het vliegtuig wordt gedwongen eerder te landen.

Ernstige capaciteitsvermindering: In een omgeving van 0°C kan de beschikbare capaciteit van traditionele LiPo-batterijen met 30% tot 50% afnemen. Bij nog extremere lage temperaturen is het prestatieverlies nog verbazingwekkender.

Oplaadgevaar: Het opladen van batterijen bij lage temperaturen kan ervoor zorgen dat lithiummetaal uitloogt, wat de batterij permanent kan beschadigen en een risico op kortsluiting en brand kan opleveren.

Solid state batterijen, als overgangstechnologie, op ingenieuze wijze de voordelen van traditionele vloeibare batterijen en volledig vaste batterijen integreren. De kern ligt in het mengen van elektrodematerialen met vaste elektrolyten en een kleine hoeveelheid elektrolyt om een ​​halfvaste matrix te vormen die lijkt op een gelachtige substantie.

Solid State-batterijenverplaatsen zich van het laboratorium naar de voorhoede van toepassingen. Hoe werkt deze langverwachte technologie precies? Hoe zal dit de toekomst van drones veranderen?

Het werkproces van vastestofbatterijen is macroscopisch vergelijkbaar met dat van lithium-polymeerbatterijen, waarbij nog steeds de migratie van lithiumionen tussen de positieve en negatieve elektroden betrokken is. De implementatiemethoden op microniveau zorgen echter voor een wereld van verschil.

Vaste elektrolyten: Ze zijn meestal gemaakt van speciale vaste materialen zoals keramiek, sulfiden of polymeren. Deze materialen hebben een extreem hoge ionische geleidbaarheid, waardoor lithiumionen snel kunnen passeren en tegelijkertijd elektronen isoleren, waardoor de twee belangrijkste functies van geleiding en isolatie perfect worden gecombineerd.

Werkproces

Wanneer een batterij wordt opgeladen of ontladen, bewegen lithiumionen (Li⁺) onder invloed van een elektrisch veld heen en weer tussen de positieve en negatieve elektroden door de vaste elektrolyt, die als een vaste "brug" dient. Elektronen (e⁻) stromen door het externe circuit en vormen daarbij een elektrische stroom om het onbemande luchtvaartuig van stroom te voorzien.

Een van de belangrijkste uitdagingen bij het ontwerpen van vastestofbatterijen, ongeacht het gebruikte type vaste elektrolyt, is het optimaliseren van de interface tussen de elektrolyt en de elektrode. In tegenstelling tot vloeibare elektrolyten die gemakkelijk aan elektrodeoppervlakken hechten, moeten vaste elektrolyten zorgvuldig worden ontworpen om goed contact en efficiënte ionenoverdracht te garanderen.

ZYEBATTERY is altijd gericht geweest op de allernieuwste energietechnologieën. We volgen de ontwikkeling van technologieën van de volgende generatie, zoals solid-state batterijen, op de voet en willen de markt in de toekomst veiligere en krachtigere drone-energieoplossingen bieden, waardoor onze klanten hoger, verder en veiliger kunnen vliegen.