Кои се предизвиците и ограничувањата на користењето батерии со цврста состојба во беспилотни летала?

Предизвици и ограничувања на батерии со цврста држава во беспилотни летала: Навигација на блокадите на патиштата до посвојувањето

цврста состојба-батерија се појавија како ветувачка алтернатива на батериите на литиум-јон (Li-Ion) за беспилотни летала, нудејќи предности како поголема густина на енергија, подобрена безбедност и подобра толеранција на температурата. Сепак, нивниот пат кон широко распространето усвојување во индустријата за беспилотни летала е спречен од збир на технички, економски и практични предизвици. Да ги разделиме овие ограничувања и зошто тие се важни за операторите со беспилотни летала, производителите и индустриите кои се потпираат на беспилотни воздушни возила (UAV).

1. високи трошоци за производство и ограничена приспособливост

Една од најзначајните бариери за усвојување на батерии во цврста состојба во беспилотните летала е цената. Технологијата со цврста состојба останува скапа за производство на обем, пред се заради:

Специјализирани материјали: Многу батерии со цврста состојба користат компоненти со висока цена, како што се литиумски метални аноди, керамички електролити (на пр. Гарнет или сулфид-базирана) или ултра-чиста суровина. Овие материјали се поскапи од графитните аноди и течните електролити во ли-јонските батерии.

Комплексно производство: Производство на батерии со цврста состојба бара прецизни процеси на производство, како што е таложење на тенок филм за електролити или контролирани околини за да се спречи загадување. Овие чекори се поинтензивни и бараат специјализирана опрема, зголемување на трошоците за производство.

2. Циклус живот и загриженост за деградација

Беспилотните летала се работници - многу работат секој ден, бараат чести циклуси на полнење и празнење. За батерии со цврста состојба, циклусот на живот (бројот на циклуси на отпуштање од полнење пред да се намали капацитетот под 80%) е клучно ограничување.

Оваа деградација произлегува од интерфацијална нестабилност помеѓу цврстиот електролит и електродите. Со текот на времето, хемиските реакции на овие интерфејси формираат отпорни слоеви, намалувајќи ја спроводливоста и капацитетот. На пример, литиумските метални аноди (вообичаени во батерии во цврста состојба) можат да формираат дендрити-мали, структури слични на игла-кои го пробиваат цврстиот електролит, предизвикувајќи кратки кола или загуба на капацитет. Додека керамичките електролити се поотпорни на дендритите отколку течните, тие не се непропустливи, особено под високи стапки на празнење.

3. Механичко кршливост и чувствителност на вибрации

Беспилотните летала работат во динамични, честопати груби околини - тие вибрираат за време на летот, издржуваат влијанија од ветерните налети, па дури и да се срушат.Батерии со цврста состојба, особено оние што користат керамички електролити, се механички кршливи во споредба со флексибилните, ла-јонски батерии во стилот на торбички, вообичаени кај беспилотните летала.

4. Ограничувања на стапката на температура и празнење

Додека батериите со цврста состојба настапуваат подобро од ли-јонските батерии во екстремни температури, тие не се универзално стабилни. Многу цврсти електролити имаат тесни оптимални температурни опсези за спроводливост.

5. Форма на фактор и предизвици за интеграција

Беспилотните летала доаѓаат во разновидни форми и големини, од компактни квадкоптери до UAV-а со фиксни крилја со тенки трупови. Оваа сорта бара батерии со флексибилни фактори на формата - врски, цилиндри или сопствени форми. Батериите со цврста состојба, особено оние со керамички електролити, честопати се ригидни и тешко се обликуваат во нестандардни големини. Полимерните електролити нудат поголема флексибилност, но жртвуваат спроводливост, што ги прави несоодветни за беспилотни летала со голема моќност.

6. Сигурноста е критична за мисијата

Батерии со цврста состојба тестирана во лабораторија може да постигнат 90 минути време на лет во контролирани услови, но во употреба во реалниот свет-со отпорност на ветер, смени на товар или промени во температурата-активното време на летот може да се намали за 20-30%. Оваа непредвидливост ги прави индустриите како логистика или служби за итни случаи да се двоумат да усвојат SSB.

Заклучок: Напредок, но не и совршенство

Батериите со цврста состојба имаат огромно ветување за беспилотни летала, но нивните тековни ограничувања-цел, живот на циклус, кршливост и предизвици за интеграција-спречете ги од раселување на ли-јонските батерии преку ноќ. Овие пречки се надминуваат: Напредокот во електролитната хемија (на пр., Хибридни керамички-полимерни електролити), скалабилно производство и дизајни отпорни на дендрит веќе се однесуваат на клучните проблеми.

Засега, Батерии со цврста состојбанајдобро одговара за апликации со ниша беспилотни летала каде нивните јаки страни (безбедност, голема густина на енергија) ги надминуваат нивните трошоци-како што се воени UAV-ови или високи индустриски инспекции. Како и да е созрева технологијата, можеме да очекуваме постепено батерии со цврста состојба (навлегување) на пазарот на беспилотни летала, отклучувајќи нови можности за време на летот и разноврсност. Дотогаш, Ли-јон останува прагматичен избор за повеќето оператори на беспилотни летала.

За повеќе информации забатерија со цврста состојба на висока енергетска густинаИ нашиот опсег на решенија за складирање на енергија со високи перформанси, не двоумете се да не контактирате со нас наcoco@zyepower.com. Нашиот тим на експерти е подготвен да ви помогне да најдете совршено решение за батерии за вашите потреби.