Батерии со цврста состојба: менувач на игри што ги напојува беспилотните летала од следната генерација

Ако сте посетиле обработливо земјиште на Средниот запад, веројатно сте виделе беспилотни летала како се лизгаат над полињата со пченка, прскајќи ѓубриво со прецизна точност. Овие моменти не се само одлични технолошки демо; тие се знаци за тоа како беспилотните летала станаа неопходни во испораката, земјоделството, одбраната и еколошката работа. Но, еве што слушаме за нон-стоп од нашите клиенти: батериите ги спречуваат.

Да го растуриме. Во моментов, речиси секој комерцијален дрон работи на литиум-јонски батерии. Секако, тие батерии станаа подобри со текот на годините - видовме дека времето на летот расте од 20 минути до 60 минути за некои модели, а побрзото полнење го намали времето на застој. Но, разговарајте со кој било оператор на беспилотни летала, и тие ќе ви ги кажат истите фрустрации: беспилотното летало за испорака можеби ќе треба да се врати на средината на маршрутата затоа што неговата батерија се троши премногу брзо. Еден фармер во Северна Дакота не може да го користи својот дрон за следење на посевите во јануари бидејќи студеното време го убива полнењето на литиум-јоните. Безбедносен тим што распоредува беспилотни летала во близина на електрана се грижи за пожари на батерии - запаливиот течен електролит на li-ion е реален ризик во чувствителните области. Ова не се мали проблеми; тие се граници што ги спречуваат дроновите да го достигнат својот целосен потенцијал.

Тамуцврсти батериивлезете - и искрено, тие не се само надградба. Тие се целосно преиспитување за тоа како ги напојуваме беспилотните летала. Разликата е едноставна, но огромна: наместо течниот електролит во литиум-јонските батерии, оние во цврста состојба користат цврст материјал (се мисли на керамика или полимерни композити). Од она што го видовме во тестовите со производителите и клиентите, оваа мала промена ја поправа речиси секоја болка што ја создава литиум-јонската точка.

Да почнеме со големото: време на летот и опсег. Минатиот квартал, работевме со компанија за испорака на беспилотни летала во Калифорнија за тестирање на батерии во цврста состојба. Нивната стара поставка на литиум-јони им дозволуваше на нивните дронови да летаат 15 милји повратен пат, носејќи пакет од 3 килограми. Со новотоцврсти батерии? Тие постигнаа 28 милји повратен пат - и можеа да носат дополнителни 1,5 килограми. За нивните операции, тоа значеше покривање на уште две населби по дрон дневно, без дополнителни летови. За клиентот за надзор кој работи на гранична патрола, ова се преведува како беспилотни летала да останат во воздух 2,5 часа наместо 1 час - доволно за следење на истегнување од 40 милји без враќање во базата. Тоа не е постепено подобрување; тоа е целосна промена во она што нивните тимови можат да го постигнат.

Безбедноста е уште една за која не може да се преговара, особено за беспилотните летала кои летаат над градови или во близина на критичната инфраструктура. Направивме мал внатрешен тест претходно оваа година за да ја докажеме поентата: изложивме литиум-јонска батерија и батерија во цврста состојба на исти услови - топлина од 60 °C, мал удар (имитирајќи помал пад). Литиум-јонската батерија отече и истече течност во рок од 30 минути. Солидната? Не се ни загреа. Клиент кој раководи со безбедноста на дроновите за аеродромите ни рече дека ова ја менува играта - тие мораа да приземјуваат дронови и порано поради стравувањата од прегревање на ли-јони, но цврстата состојба целосно го отстранува тој ризик.

Потоа, тука е факторот на трошоци - нешто за што се грижи секој бизнис. Клиент на фарма во Ајова пресметал дека ги заменувале своите литиум-јонски батерии за беспилотни летала на секои 8 месеци, што ги чинело околу \(1.800 годишно по беспилотно летало. Батерии во цврста состојба? Производителот проценува дека ќе траат 3 години. Направете ја математиката: тоа им ја намалува годишната цена на батериите на \)600. И времето на полнење? На нивните стари ли-јонски батерии им беа потребни 1,5 часа за целосно полнење; солидните погодија 80% за 40 минути. За време на сезоната на садење, кога управуваат со беспилотни летала од утро до мрак, тоа дополнително време додава до уште 2 циклуси на летање дневно - покривајќи уште 50 хектари пченка.

Ние, исто така, не можеме да ги игнорираме екстремните услови - нешто што нашите клиенти за животна средина постојано го спомнуваат. Минатиот месец му помогнавме на истражувачки тим да распореди беспилотни летала на Алјаска за следење на популацијата на арктичките лисици. Температурите таму паѓаат до -30°C, а литиум-јонските батерии би изумреле во рок од 45 минути. Со цврсти батерии? Беспилотните летала летаа 2 часа директно, испраќајќи јасни снимки од дувлата на лисиците. Истото важи и за работата во пустината: клиент во Аризона користи беспилотни летала за да ги следи шумските пожари, а при топлина од 100°F, нивните ли-јонски батерии би изгубиле 30% од полнењето за 10 минути. Солидна состојба? Тие се стабилни - дури и по часови на сонце.

Одржливоста е уште една победа што не ја земаме лесно. Сè повеќе наши клиенти прашуваат за целите на ESG, а батериите со цврста состојба означуваат големо поле овде. Тие користат 70% помалку кобалт од литиум-јонските батерии - ископувањето на кобалт е познато како штетно и за животната средина и за локалните заедници. Плус, нашиот тим за одржливост ги сруши бројките: вкупниот јаглероден отпечаток на батеријата со цврста состојба (од производство до фрлање) е 45% помал од li-ion. За компанија за испорака која има за цел да биде јаглеродно неутрална до 2030 година, тоа е огромен чекор напред.