Aké sú aplikácie pevných stavu batérií pre bezpilotné lietadlá?

Obloha je limit:Ako batérie v pevnom stave revolucionalizujú aplikácie dronov

Odvetvie robotov prešlo od svojho vzniku dlhou cestou, ktorá sa vyvíjala z výklenkov hobbyistky na nevyhnutné aktíva v priemyselných odvetviach, ako je poľnohospodárstvo, logistika a verejná bezpečnosť. Jedna pretrvávajúca výzva však obmedzila svoj plný potenciál: technológia batérií. 

Tradičné lítium-iónové batérie, hoci sa používajú široko, trpia nevýhodami, ako sú krátke lety, bezpečnostné riziká a obmedzený výkon v extrémnych podmienkach. Vstup tuhé bitky—V inováciách meniacich hier pripravená nanovo definovať, čo môžu bezpilotné lietadlá dosiahnuť. Preskúmajme, ako táto technológia odomkne nové hranice pre bezpilotné letecké vozidlá (UAV).

1. Predĺžený čas letu a vyššia kapacita užitočného zaťaženia

Najdôležitejšou výhodou batérií v tuhom stave pre bezpilotné lietadlá je ich vyššia hustota energie. Na rozdiel od lítium-iónových batérií, ktoré sa spoliehajú na kvapalné elektrolyty, konštrukcie tuhého stavu používajú tuhé materiály (napr. Keramické alebo polymérne kompozity), čo umožňuje skladovať viac energie v rovnakom objeme alebo hmotnosti. 

Napríkladbradavice s ľahkou hmotnosťou Môže dosiahnuť hustotu energie o 250–350 WH/kg-30–50% vyššia ako konvenčné lítium-iónové bunky. 

To znamená o 20 - 35% dlhšie trvanie letov pre bezpilotné lietadlá, čo im umožňuje pokryť väčšie oblasti v jednej misii.

V poľnohospodárstve to znamená, že roboty môžu vykonávať monitorovanie plodín na rozsiahlych poliach bez častých pristátí na nabíjanie. Podobne by dodávkové drony mohli rozšíriť svoj rozsah od 20–30 km do 50-70 km, čo by spôsobilo logistiku na veľké vzdialenosti. 

Spoločnosti akoZyepower a cebatteryUž ponúkajú batérie s pevným štátom prispôsobené robotom, s modelmi, ako je bunka 45AH 3,2 V, ktorá podporuje užitočné zaťaženie do 100 kg a letové časy presahujúce 90 minút.

2. Zvýšená bezpečnosť a spoľahlivosť

Bezpečnosť je kritickým problémom pre operácie robotov, najmä v preplnenom mestskom prostredí alebo odľahlých oblastiach. Batérie v pevnom stave eliminujú horľavé tekuté elektrolyty nachádzajúce sa v lítium-iónových batériách, čím sa drasticky znižujú riziko požiarov alebo výbuchov. 

Testy ukazujú, že bunky v tuhom stave môžu odolávať prepichnutiu, nadmernému nabíjaniu a extrémnym teplotám bez katastrofického zlyhania. Napríklad batérie spoločnosti Zyebattery v tuhých štátoch prešli prienikom nechtov a tepelným utečencom, čím sa udržiavala funkčnosť, aj keď je poškodená.

Táto bezpečnostná výhoda je obzvlášť cenná pre bezpilotné lietadlá v oblasti verejnej bezpečnosti, ako napríklad tie, ktoré sa používajú pri hasičských alebo pátracích a záchranných misiách. Hasičské roboty vybavené batériami v pevnom stave môžu pracovať v blízkosti zdrojov tepla bez riskovania úniku elektrolytov, zatiaľ čo policajné roboty majú úžitok zo zabudovaných bezpečnostných mechanizmov, ktoré zabraňujú prehriatiu počas predĺženého dohľadu.

3. Rýchle nabíjanie a výkon chladného počasia

tuhé bitky Zaoberá sa tiež dvoma ďalšími bodmi bolesti pre operátorov robotov: rýchlosť nabíjania a citlivosť na teplotu. Tradičné lítium-iónové batérie sa rýchlo degradujú v podmienkach subzero, ale konštrukcie v pevnom stave spoľahlivo fungujú od -20 ° C do 55 ° C. Štúdia uverejnená v PubMed zdôraznila batériu s obsahom sodíka z kovu sodíka, ktorá fungovala efektívne pri -20 ° C po dobu viac ako 2 000 hodín, takže je ideálna pre roboty nasadené v drsnom klimatických podmienkach.

Batérie v pevnom stave navyše podporujú rýchle nabíjanie-niektoré modely sa môžu nabíjať od 0 do 80% za menej ako 15 minút. Toto je transformačné pre priemyselné odvetvia, ako je logistika, kde sa minimalizujú prestoje medzi dodávkami.

4. Všestranné aplikácie v priemyselných odvetviach

Jedinečné výhody batérií v pevnom stave sú inovácie v rôznych odvetviach:

Monitorovanie poľnohospodárstva a životného prostredia

Poľnohospodári používajú bezpilotné lietadlá s batériami v pevnom stave na monitorovanie zdravia plodín, potrieb zavlažovania a zamorenia škodcov na veľké plochy. Predĺžený čas letu umožňuje komplexnejší zber údajov, ktorý pomáha optimalizovať výnosy a znižovať chemické využitie. Podobne environmentálne organizácie nasadzujú bezpilotné lietadlá na sledovanie voľne žijúcich živočíchov, monitorovanie odlesňovania alebo hodnotenie zón katastrof bez obáv z obmedzení batérie.

Logistika a doručenie

Obri elektronického obchodu, ako sú Amazon a Zipline, investujú do dodávkových bezpilotných lietadiel poháňaných batériami v pevnom stave. Tieto batérie umožňujú dlhšie letové oblasti a ťažšie užitočné zaťaženie, vďaka čomu sú vhodné na prepravu zdravotníckych potrieb do vzdialených regiónov alebo na dodávku balíkov v mestských centrách. Napríklad batérie s mäkké batérie spoločnosti Zyebattery podporujú užitočné zaťaženie od 5 kg do 100 kg, pričom časy letu presahujú 60 minút.

Verejná bezpečnosť a obrana

Policajné a vojenské roboty sa spoliehajú na batérie v pevnom stave pre svoju spoľahlivosť a bezpečnosť. Agentúry činné v trestnom konaní ich používajú na dohľad, kontrolu davu a mapovanie scény kriminality, zatiaľ čo vojenské aplikácie zahŕňajú prieskum a taktické dodávky dodávok.

Priemyselné inšpekcie

Inšpekcie infraštruktúry elektrických vedení, veterných turbín a mostov vyžadujú, aby bezpilotné lietadlá fungovali v náročnom prostredí. Odolnosť batérií v pevnom stave voči extrémnym teplotám a vibráciám zaisťuje konzistentný výkon, zatiaľ čo ich ľahký dizajn umožňuje robotom efektívnejšie navigovať tesné priestory.

5. Prekonanie výziev: Cesta k adopcii hlavného prúdu

Zatiaľ čo batérie v pevnom stave ponúkajú presvedčivé výhody, ich rozšírené prijatie v bezpilotných lietadlách nie je bez prekážok.Kľúčové výzvy zahŕňajú:

Cena:Produkcie lítium-iónových buniek sú v súčasnosti drahšie ako bunky lítium-iónov, hoci sa očakáva, že náklady znížia náklady z rozsahu a technologického pokroku.

Výrobná zložitosť:Škálovanie výroby batérií v pevnom stave vyžaduje špecializované vybavenie a procesy.

Medzifázová stabilita:Zabezpečenie plynulej integrácie medzi tuhými elektrolytmi a elektródami zostáva technickou výzvou.

Budúcnosť technológie dronov

Akotuhé bitky Technológia dozrieva, roboty sa stanú ešte univerzálnejšími a efektívnejšími.Predstavte si svet, v ktorom môžu roboti:

Prevádzkujte nepretržite:Slnečné roboty s batériami s pevným štátom by mohli zostať vo vzduchu celé dni, čím by poskytovali monitorovanie poveternostných vzorcov v reálnom čase alebo migráciu voľne žijúcich živočíchov.

Lietať v extrémnych podmienkach:Od arktického dohľadu po púštne hasenie by už dony neboli obmedzené kolísaním teploty.

Povoliť autonómne flotily:Dlhšie letové časy a spoľahlivé nabíjanie by podporovali plne autonómne roje robotov pre úlohy, ako je reakcia na katastrofy alebo rozsiahle projekty infraštruktúry.

Záver

Batérie s pevným štátom nie sú iba prírastkovým zlepšením-sú to posun paradigmy pre technológiu robotov. Riešením obmedzení lítium-iónových batérií odomknú nové možnosti vytrvalosti, bezpečnosti a výkonu.

Sme na vrchole revolúcie robotov, kde je obloha skutočne limitom. Či už je to kŕmenie sveta, zachraňuje životy alebo budovanie inteligentnejších miest, batérie v tuhých štátoch poháňajú budúcnosť letu.

Viac informácií o batérii s vysokou hustotou energie a nášho rozsahu vysokovýkonných riešení na ukladanie energie, neváhajte nás kontaktovaťcoco@zypower.com. Náš tím expertov je pripravený pomôcť vám nájsť dokonalé riešenie batérie pre vaše potreby.