Polprevodniške baterije za drone za lete v hladnem vremenu

Hudo hladno vreme je vedno predstavljalo resen izziv za zmogljivost in zanesljivost brezpilotnih zračnih plovil. Nizke temperature lahko občutno zmanjšajo kemično aktivnost tradicionalnih baterij, kar povzroči močno zmanjšanje življenjske dobe baterije, padce napetosti in celo nenadne izpade električne energije, kar ogrozi kritične letalske misije. Semi-Solid State baterije - ponujajo nam popolnoma novo rešitev za premagovanje hudega mraza.

Zakaj je nizka temperatura "glavni sovražnik" tradicionalnih baterij za drone?

Težave s tradicionalnimi litijevimi polimernimi (LiPo) baterijami pri nizkih temperaturah:

Nizke temperature lahko znatno vplivajo na delovanje baterij za drone, kar vodi do skrajšanega časa letenja in potencialno vpliva na vašo nalogo.

Strjevanje elektrolita: pri nizkih temperaturah tekoči elektrolit v bateriji postane viskozen ali se celo delno strdi, kar močno ovira hitrost gibanja litijevih ionov.

Močno povečanje notranjega upora: oviranje gibanja ionov neposredno povzroči povečanje notranjega upora baterije. Za ohranitev leta bo napetost baterije močno padla (pad napetosti), kar bo sprožilo zaščitni mehanizem brezpilotnega letala zaradi prazne baterije in prisililo letalo k zgodnejšemu pristanku.

Huda degradacija zmogljivosti: V okolju 0 °C se lahko razpoložljiva zmogljivost tradicionalnih LiPo baterij zmanjša za 30 % do 50 %. Pri še bolj ekstremno nizkih temperaturah je izguba zmogljivosti še bolj osupljiva.

Nevarnost polnjenja: polnjenje baterij pri nizkih temperaturah lahko povzroči izpiranje kovinskega litija, kar lahko trajno poškoduje baterijo in predstavlja tveganje kratkega stika in požara.

Polprevodniške baterije, kot prehodna tehnologija, domiselno združuje prednosti tradicionalnih tekočih baterij in popolnoma trdnih baterij. Jedro je v mešanju elektrodnih materialov s trdnimi elektroliti in majhno količino elektrolita, da se tvori poltrdna matrika, podobna gelasti snovi.

Polprevodniške baterijese iz laboratorija selijo v ospredje aplikacij. Torej, kako točno deluje ta težko pričakovana tehnologija? Kako bo to spremenilo prihodnost dronov?

Delovni proces polprevodniških baterij je makroskopsko podoben delovnemu procesu litij-polimernih baterij, vendar še vedno vključuje migracijo litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo. Vendar metode izvajanja na mikroravni prinašajo svet drugačnosti.

Trdni elektroliti: Običajno so izdelani iz posebnih trdnih materialov, kot so keramika, sulfidi ali polimeri. Ti materiali imajo izjemno visoko ionsko prevodnost, ki omogoča hiter prehod litijevih ionov, hkrati pa izolira elektrone, kar odlično združuje dve glavni funkciji prevajanja in izolacije.

Delovni proces

Ko je baterija napolnjena ali prazna, se litijevi ioni (Li⁺) premikajo naprej in nazaj med pozitivno in negativno elektrodo pod vplivom električnega polja skozi trdni elektrolit, ki služi kot trden "most". Elektroni (e⁻) tečejo skozi zunanje vezje in tako tvorijo električni tok za napajanje brezpilotnega letalnika.

Eden ključnih izzivov pri oblikovanju polprevodniške baterije, ne glede na vrsto uporabljenega trdnega elektrolita, je optimizacija vmesnika med elektrolitom in elektrodo. Za razliko od tekočih elektrolitov, ki jih je enostavno prilepiti na površine elektrod, je treba trdne elektrolite skrbno načrtovati, da se zagotovi dober stik in učinkovit prenos ionov.

ZYEBATTERY je bil vedno osredotočen na vrhunske energetske tehnologije. Pozorno spremljamo razvoj tehnologij naslednje generacije, kot so polprevodniške baterije, in smo zavezani, da bomo v prihodnosti trgu zagotovili varnejše in zmogljivejše rešitve za napajanje brezpilotnih letal, s čimer bomo našim strankam pomagali leteti višje, dlje in varneje.