Pevné batérie dronu pre lety v chladnom počasí

Silné chladné počasie bolo vždy vážnou výzvou pre výkon a spoľahlivosť bezpilotných lietadiel. Nízke teploty môžu výrazne znížiť chemickú aktivitu tradičných batérií, čo vedie k prudkému poklesu životnosti batérie, poklesu napätia a dokonca aj k náhlym výpadkom napájania, čo ohrozuje kritické letové misie. Semi-Solid State batérie – nám ponúkajú úplne nové riešenie na prekonanie silného chladu.

Prečo je nízka teplota „úhlavným nepriateľom“ tradičných batérií do dronov?

Problém tradičných lítium-polymérových (LiPo) batérií pri nízkych teplotách:

Nízke teploty môžu výrazne ovplyvniť výkon batérií dronov, čo vedie k skráteniu doby letu a potenciálnemu vplyvu na vašu misiu.

Tuhnutie elektrolytu: Pri nízkych teplotách sa tekutý elektrolyt vo vnútri batérie stáva viskóznym alebo dokonca čiastočne stuhnutým, čo výrazne bráni rýchlosti pohybu lítiových iónov.

Prudký nárast vnútorného odporu: Prekážka pohybu iónov priamo vedie k zvýšeniu vnútorného odporu batérie. Aby sa udržal let, napätie batérie prudko klesne (úpadok napätia), čím sa spustí ochranný mechanizmus vybitej batérie v drone a prinúti lietadlo pristáť skôr.

Závažné zníženie kapacity: V prostredí s teplotou 0 °C sa dostupná kapacita tradičných LiPo batérií môže znížiť o 30 % až 50 %. Pri ešte extrémnejších nízkych teplotách je strata výkonu ešte prekvapivejšia.

Nebezpečenstvo nabíjania: Nabíjanie batérií pri nízkych teplotách môže spôsobiť vylúhovanie kovového lítia, čo môže trvalo poškodiť batériu a predstavovať riziko skratu a požiaru.

Pevné batérie, ako prechodná technológia, dômyselne integruje výhody tradičných tekutých batérií a úplne pevných batérií. Jadro spočíva v zmiešaní elektródových materiálov s pevnými elektrolytmi a malým množstvom elektrolytu za vzniku polotuhej matrice podobnej gélovej látke.

Pevné batériesa z laboratória presúvajú do popredia aplikácií. Ako teda presne táto vysoko očakávaná technológia funguje? Ako to zmení budúcnosť dronov?

Pracovný proces polovodičových batérií je makroskopicky podobný ako pri lítium-polymérových batériách, pričom stále zahŕňa migráciu lítiových iónov medzi kladnými a zápornými elektródami. Implementačné metódy na mikroúrovni však prinášajú svet rozdielov.

Tuhé elektrolyty: Zvyčajne sú vyrobené zo špeciálnych pevných materiálov, ako je keramika, sulfidy alebo polyméry. Tieto materiály majú extrémne vysokú iónovú vodivosť, ktorá umožňuje rýchly prechod lítiových iónov a zároveň izoluje elektróny, pričom dokonale kombinuje dve hlavné funkcie vedenia a izolácie.

Pracovný postup

Keď je batéria nabitá alebo vybitá, lítiové ióny (Li⁺) sa pohybujú tam a späť medzi kladnými a zápornými elektródami vplyvom elektrického poľa cez pevný elektrolyt, ktorý slúži ako pevný „most“. Elektróny (e⁻) prúdia cez vonkajší obvod, čím vytvárajú elektrický prúd na napájanie bezpilotného vzdušného prostriedku.

Jednou z kľúčových výziev pri konštrukcii polovodičovej batérie, bez ohľadu na typ použitého pevného elektrolytu, je optimalizácia rozhrania medzi elektrolytom a elektródou. Na rozdiel od kvapalných elektrolytov, ktoré sa ľahko prilepia na povrch elektród, musia byť tuhé elektrolyty starostlivo navrhnuté, aby sa zabezpečil dobrý kontakt a účinný prenos iónov.

ZYEBATTERY bola vždy zameraná na špičkové energetické technológie. Pozorne sledujeme vývoj technológií novej generácie, ako sú polovodičové batérie, a sme odhodlaní poskytovať trhu v budúcnosti bezpečnejšie a výkonnejšie riešenia na napájanie dronov, ktoré našim zákazníkom pomôžu lietať vyššie, ďalej a bezpečnejšie.