Како можат полу-цврстите батерии да ги подобрат само-празните и перформансите на батеријата?

Кај апликациите за беспилотни летала, како што се земјоделството и преместувањето, брзото само-празнење на батеријата и деградацијата на перформансите веќе долго време се големи точки на болка. Преку двојни достигнувања во материјалната иновација и интелигентното управување,Полу-цврсти батериисе редефинираат стандарди за сигурност за системите за електрична енергија со беспилотни летала.

Што ги прави полу-цврстите електролити побезбедни од течните електролити?

Полу-цврстите електролити претставуваат голем скок во технологијата на батерии. За разлика од традиционалните течни електролити, полу-цврстите батерии користат супстанции слични на гел кои ги комбинираат најдобрите својства на цврсти и течни електролити. Овој уникатен состав нуди повеќе безбедносни предности:

1. Намален ризик од истекување: Вискозната природа на полу-цврсти електролити ја минимизира можноста за истекување, вообичаена опасност за безбедност во течните електролитни батерии.

2. Подобрена структурна стабилност: Полу-цврсти електролити обезбедуваат супериорна механичка поддршка во рамките на батеријата, намалувајќи го ризикот од внатрешни кратки кола предизвикани од физичка деформација или влијание.

3. Подобрено термичко управување: Полу-цврста структура ја олеснува повеќе униформа дистрибуција на топлина, минимизирајќи ја веројатноста за локализирани жаришта што можат да предизвикаат термички бегство.

4. Сигурен ретард на пламенот: Подобрена отпорност на пламен-за разлика типично високо запаливи течни електролити, полу-цврсти електролити покажуваат значително пониски индекси на согорување.

Клучни фактори кои влијаат на само-празнење во полу-цврсти батерии

1. Составот игра клучна улога во одредувањето на стапките на само-празнење. Билансот помеѓу цврстите и течните компоненти влијае на јонската подвижност и веројатноста за нега на несакани реакции.

2. Температурата значително влијае на стапките на само-празнење кај сите типови на батерии, вклучително и полу-цврсти батерии. Повисоките температури обично ги забрзуваат хемиските реакции и ја зголемуваат јонската подвижност, што доведува до побрзо само-празнење.

3. Состојбата на полнење на батеријата (СПЦ) влијае на нејзината стапка на само-празнење. Батериите што се чуваат на повисоки нивоа на СПЦ, честопати доживуваат побрзо само-празнење како резултат на зголемен потенцијал за странични реакции.

4. Нечистотиите или загадувачите во електролитите или материјалите за електрода го забрзуваат само-празнењето. Овие несакани супстанции можат да ги катализираат страничните реакции или да создадат патеки за јонско движење.

5. Интерфејсот помеѓу електродите и полу-цврстиот електролит е критичен регион што влијае на само-празнење. Стабилноста на овој интерфејс влијае на формирање на заштитни слоеви.

6. Историјата на велосипедизам на батеријата влијае на нејзините карактеристики на само-празнење. Повтореното полнење и празнење предизвикува структурни промени во електродите и електролитите, потенцијално менување на стапките на само-празнење со текот на времето.

Полу-цврсти батерииОдржувајте над 80% капацитет по 1000-1200 циклуси преку стабилни филмови на СЕИ и дизајни за анти-дендрит. Ова ги проширува циклусите на замена на батеријата на беспилотни летала од шест месеци до повеќе од две години. Клучот лежи во високата механичка јачина на полу-цврстиот електролит, кој го потиснува растот на литиумот дендрит.

Полу-цврстите батерии ја намалуваат содржината на течен електролит на 5%-10%, при што остатокот содржи тродимензионална мрежна рамка на полимерни гел и керамички честички. Оваа структура функционира како прецизен филтер: Обезбедува јонски транспорт за време на полнење/празнење преку континуирани јонски канали, додека значително ги намалува стапките на дифузија на јон за време на периодот на одмор.

Прецизно регулирање од страна на интелигентниот BMS (систем за управување со батерии) обезбедува засилено обезбедување на безбедност.

Опремен со систем за управување со батерии базиран на филтер Калман, полу-цврста батерија ги следи микрокурентните промени во реално време и автоматски го активира режимот за заштита на ниска моќност при откривање на абнормални зголемувања на само-празнење.

Со прецизно моделирање на карактеристиките на само-напон на напон на батеријата, системот динамично ја прилагодува оперативната состојба на балансирањето на колото, намалувајќи ја целокупната потрошувачка на енергија на под 50μA за време на складирање на дронови. Ова дополнително ја намалува стапката на само-празнење на батеријата за 20%-30%.

Заклучок:

Тековните истражувања во полу-цврста технологија на батерии се фокусираат на развивање на напредни формулации на електролити за подобрување на стабилноста и намалување на само-празно. Овие може да вклучуваат нови електролити со полимерни гел или хибридни системи кои ги комбинираат предностите на цврстите и течните компоненти. Со оптимизирање на составот на електролити, батериите со пониски стапки на само-празнење можат да се произведат без да се загрозат перформансите.

Бидејќи истражувањето во оваа област продолжува да напредува, очекуваме дополнителни подобрувања во стапките на само-празнење и целокупните перформанси на батеријата.