Kako lahko poltrdne baterije izboljšajo samoplačilo in delovanje baterije?

V aplikacijah za drone, kot so kmetijstvo in anketiranje, hitro samostojno polnjenje baterije in degradacija zmogljivosti, so že dolgo glavne bolečinske točke. Z dvojnimi preboji v materialnih inovacijah in inteligentnem upravljanju,Pol trdne baterijena novo definirajo standarde zanesljivosti za sisteme brezpilotnih napajanja.

Kaj naredi poltrdne elektroliti varnejše od tekočih elektrolitov?

Pol trdni elektroliti predstavljajo velik preskok v tehnologiji baterije. Za razliko od tradicionalnih tekočih elektrolitov pol trdne baterije uporabljajo gel podobne snovi, ki združujejo najboljše lastnosti trdnih in tekočih elektrolitov. Ta edinstvena kompozicija ponuja več varnostnih prednosti:

1. Zmanjšano tveganje za uhajanje: Viskozna narava poltrdnih elektrolitov zmanjšuje možnost puščanja, skupne varnostne nevarnosti v tekočih elektrolitnih baterijah.

2. Izboljšana konstrukcijska stabilnost: polzavezni elektroliti zagotavljajo vrhunsko mehansko podporo znotraj baterije, kar zmanjšuje tveganje za notranje kratke stike, ki jih povzroča fizična deformacija ali udar.

3. Izboljšano toplotno upravljanje: poltrdna struktura olajša enakomerno porazdelitev toplote, kar zmanjšuje verjetnost lokaliziranih žarišč, ki bi lahko sprožile toplotno pobeg.

4. Zanesljiva retardinacija plamena: Izboljšana odpornost plamena-za razliko od običajno zelo vnetljivih tekočih elektrolitov, poltrdni elektroliti imajo znatno nižje indekse vnetljivosti.

Ključni dejavniki, ki vplivajo na samoplačilo v poltrdnih baterijah

1. Sestava ima ključno vlogo pri določanju stopenj samoplačila. Ravnotežje med trdno in tekočo komponento vpliva na mobilnost ionov in verjetnost neželenih učinkov.

2. Temperatura znatno vpliva na hitrost samoplačila pri vseh vrstah baterij, vključno s poltrdnimi baterijami. Višje temperature običajno pospešujejo kemijske reakcije in povečajo mobilnost ionov, kar vodi do hitrejšega samoplačila.

3. Stanje naboja akumulatorja (SOC) vpliva na njegovo stopnjo samoplačila. Baterije, shranjene na višjih nivojih SOC, pogosto doživljajo hitrejše samoplačilo zaradi povečanega potenciala stranskih reakcij.

4. Nečistoče ali onesnaževalce v materialih elektrolita ali elektrod pospešujejo samoplačilo. Te neželene snovi lahko katalizirajo stranske reakcije ali ustvarijo poti za gibanje ionov.

5. Vmesnik med elektrodami in poltrdnim elektrolitom je kritično območje, ki vpliva na samoplačilo. Stabilnost tega vmesnika vpliva na oblikovanje zaščitnih plasti.

6. Kolesarska zgodovina baterije vpliva na njegove lastnosti samoplačila. Ponavljajoče se polnjenje in odvajanje povzroča strukturne spremembe v elektrodah in elektrolitih, kar lahko sčasoma spreminja stopnjo samoplačila.

Pol trdne baterijeOhranite več kot 80% zmogljivosti po 1000-1200 ciklih s stabilnimi filmi SEI in anti-Dendrite modelov. To razširi cikle nadomestitve baterije z drono s šestih mesecev na več kot dve leti. Ključno je v visoki mehanski trdnosti poltrdnega elektrolita, ki zavira rast litijevega dendrita.

Pol trdne baterije zmanjšujejo vsebnost tekočih elektrolitov na 5%-10%, preostanek pa obsega tridimenzionalni omrežni okvir polimernih gel in keramičnih delcev. Ta struktura deluje kot natančni filter: zagotavlja transport ionov med polnjenjem/izpustom prek neprekinjenih ionskih kanalov, hkrati pa znatno zmanjšuje hitrost difuzije ionov v obdobju počitka.

Natančna ureditev inteligentnega BMS (sistem za upravljanje baterij) zagotavlja večje varnost.

Pol trden akumulatorski akumulator, ki je opremljen s sistemom za prilagodljivo baterijo na osnovi filtra Kalman, spremlja spremembe mikrotoka v realnem času in samodejno aktivira način zaščite z nizko močjo, ko odkrije nenormalno povečanje samo-odvajanja.

Z natančnim modeliranjem značilnosti temperature-napetosti baterije baterije sistem dinamično prilagodi delovno stanje uravnoteženega vezja in tako zmanjša skupno porabo energije na pod 50 μA med shranjevanjem dronov. To še dodatno znižuje stopnjo samoplačila baterije za 20%-30%.

Zaključek:

Trenutne raziskave v poltrdni tehnologiji baterije so osredotočene na razvoj naprednih elektrolitnih formulacij, da se poveča stabilnost in zmanjša samoplačilo. Ti lahko vključujejo nove polimerne gel elektrolite ali hibridne sisteme, ki združujejo prednosti trdnih in tekočih komponent. Z optimizacijo sestave elektrolitov lahko izdelamo baterije z nižjimi stopnjami samoplačila, ne da bi pri tem ogrozili zmogljivosti.

Ker raziskave na tem področju še naprej napredujejo, predvidevamo nadaljnje izboljšave stopenj samoplačila in splošne zmogljivosti baterije.