Ako môžu polotuhé batérie zlepšiť vlastný vyplácanie a výkon batérie?

V aplikáciách dronov, ako je poľnohospodárstvo a prieskum, sú rýchle vyťaženie batérie a degradácia výkonu už dlho hlavnými bodmi bolesti. Prostredníctvom duálnych prielomov v materiálnych inováciách a inteligentnom riadení,polotuhové batériePredefinujú štandardy spoľahlivosti pre systémy energie robotov.

Čo robí polotuhové elektrolyty bezpečnejšie ako elektrolyty kvapaliny?

Polotuhé elektrolyty predstavujú hlavný skok v technológii batérií. Na rozdiel od tradičných tekutých elektrolytov, polotuhované batérie využívajú gélové látky, ktoré kombinujú najlepšie vlastnosti tuhých a kvapalných elektrolytov. Táto jedinečná kompozícia ponúka viac bezpečnostných výhod:

1.

2. Vylepšená štrukturálna stabilita: Semi-slnečné elektrolyty poskytujú vynikajúcu mechanickú podporu v batérii, čím sa znižuje riziko vnútorných skratov spôsobených fyzickou deformáciou alebo nárazom.

3. Vylepšené tepelné riadenie: Polotuhá štruktúra uľahčuje rovnomernejšie rozloženie tepla, čím sa minimalizuje pravdepodobnosť lokalizovaných hotspotov, ktoré by mohli spustiť tepelný útek.

4. Spoľahlivé spomalenie horenia: vylepšený odpor plameňa-na podobné vysoko horľavé kvapalné elektrolyty, polotuhové elektrolyty vykazujú výrazne nižšie indexy horľavosti.

Kľúčové faktory ovplyvňujúce vlastný vypnutie v polotuhých batériách

1. Zloženie zohráva rozhodujúcu úlohu pri určovaní miery sebaparušenia. Rovnováha medzi tuhými a tekutými zložkami ovplyvňuje mobilitu iónov a pravdepodobnosť nežiaducich reakcií.

2. Teplota výrazne ovplyvňuje mieru vlastného vypnutia vo všetkých typoch batérií vrátane polotuhých batérií. Vyššie teploty typicky urýchľujú chemické reakcie a zvyšujú mobilitu iónov, čo vedie k rýchlejšiemu vlastnému vybitiu.

3. Stav nabíjania batérie (SOC) ovplyvňuje jeho mieru vlastnej výbíjy. Batérie uložené na vyšších úrovniach SOC často zažívajú rýchlejšie vlastné vypnutie v dôsledku zvýšeného potenciálu vedľajších reakcií.

4. Nečistoty alebo kontaminanty v elektrolytoch alebo elektródových materiáloch urýchľujú samovznik. Tieto nechcené látky môžu katalyzovať vedľajšie reakcie alebo vytvárať dráhy pre pohyb iónov.

5. Rozhranie medzi elektródami a polotuhým elektrolytom je kritická oblasť ovplyvňujúca samoliečko. Stabilita tohto rozhrania ovplyvňuje tvorbu ochranných vrstiev.

6. História cyklistiky batérie ovplyvňuje jej vlastné charakteristiky. Opakované nabíjanie a vybíjanie spôsobuje štrukturálne zmeny v elektródach a elektrolytoch, čo v priebehu času potenciálne mení miera sebaplodenia.

Polotuhové batérieUdržujte viac ako 80% kapacitu po 1 000-1200 cykloch prostredníctvom stabilných filmov SEI a anti-dendritových návrhov. Tým sa rozširuje cykly výmeny batérie dronov z šiestich mesiacov na viac ako dva roky. Kľúč spočíva vo vysokej mechanickej pevnosti polotuhého elektrolytu, ktorý potláča rast lítium dendritu.

Polotuhované batérie znižujú obsah kvapalných elektrolytov na 5%-10%, pričom zvyšok obsahuje trojrozmerný sieťový rám polymérneho gélu a keramických častíc. Táto štruktúra funguje ako presný filter: zaisťuje transport iónov počas nabíjania/vypúšťania prostredníctvom kontinuálnych iónových kanálov a zároveň výrazne znižuje rýchlosť difúzie iónov počas období odpočinku.

Presná regulácia inteligentným BMS (systém správy batérií) poskytuje zvýšenú bezpečnosť.

Polotuhá batéria monitoruje mikrokorodické zmeny v reálnom čase a automaticky aktivuje režim s nízkym výkonom režimu ochrany pred detekciou abnormálneho vlastného vypnutia, ktoré sú vybavené adaptívnym systémom na správu batérií založeného na filtri a automaticky aktivuje režim s nízkym obsahom ochrany.

Presným modelovaním charakteristík teploty a napätia teploty batérie, systém dynamicky upravuje prevádzkový stav vyváženého obvodu, čím sa celková spotreba energie počas skladovania robotov zníži na pod 50 μA. Tým sa ďalej znižuje miera samo-vypnutia batérie o 20%-30%.

Záver:

Súčasný výskum v polotuhej technológii batérií sa zameriava na vývoj pokročilých formulácií elektrolytov na zvýšenie stability a zníženie vlastného vypnutia. Môžu zahŕňať nové elektrolyty polymérneho gélu alebo hybridné systémy, ktoré kombinujú výhody tuhých a kvapalných komponentov. Optimalizáciou zloženia elektrolytov sa batérie s nižšími sadzbami samoliečby môžu vyrábať bez zníženia výkonu.

Keďže výskum v tejto oblasti pokračuje v pokroku, očakávame ďalšie zlepšenia miery sebaúcania a celkového výkonu batérie.