Дали цврстите батерии се распаѓаат?

Дали батериите во цврста состојба се деградираат? Да - но поинаку отколку што може да очекувате

Секоја батерија се деградира. Секој што ви продава батерија што не ви продава, не ви продава батерија - тие ви продаваат приказна. Вистинското прашање за операторите на UAV не е далицврсти батериисе деградираат, но како се деградираат, колку брзо и дали таа шема на деградација е подобра или полоша за комерцијални операции од она на што сте навикнати со пакувањата со литиум полимер.

Одговорите на сите 3 се покорисни од едноставно да или не.

Како се деградираат конвенционалните LiPo батерии

За да се разбере зошто деградацијата на цврстата состојба е различна, помага да се знаат примарните механизми кои го ограничуваат животниот век на батеријата LiPo.

Електролитната оксидација е доминантна долгорочна патека на деградација во повеќето LiPo ќелии. Течниот органски електролит полека реагира со површините на електродите преку повторени циклуси на полнење-празнење, формирајќи слој наречен интерфаза на цврст електролит (SEI). Овој слој постепено го зголемува внатрешниот отпор и троши литиум кој повеќе не може да учествува во складирањето енергија - намалувајќи го капацитетот циклус по циклус.

Литиумското обложување се случува при брзо полнење или полнење на ниски температури, кога јоните на литиум пристигнуваат до графитната анода побрзо отколку што можат да се апсорбираат. Металниот литиум се таложи на површината на анодата, со што се намалува капацитетот и се зголемува ризикот од внатрешни кратки споеви со текот на времето.

Структурниот замор на катодата се случува бидејќи повтореното проширување и контракција на материјалите од електродата за време на возењето на велосипед предизвикува микроскопско пукање во катодните честички - намалувајќи ја површината достапна за јонска размена и постепено ограничување на капацитетот.

Сите 3 од овие механизми се соединуваат. Пакетот LiPo со 400 циклуси не е само постар - тоа е акумулирана штета од сите 3 патишта истовремено.

КакоСолидна состојба батерииДеградирајте поинаку

Отстранувањето на течниот електролит менува кои механизми за разградување се активни и колку брзо тие напредуваат.

Оксидацијата на електролитот е драстично намалена. Цврстите електролити не реагираат со површините на електродите исто како што реагираат течните електролити. Формацијата SEI која троши литиумски капацитет во LiPo ќелиите или не се формира или се формира многу побавно во клетките во цврста состојба. Ова е основната причина зошто батериите во цврста состојба покажуваат подобро задржување на капацитетот во повеќе циклуси - тие не губат литиум поради растот на SEI со иста брзина.

Динамиката на литиумското обложување се менува. Во ќелиите во цврста состојба кои користат литиумски метални аноди, литиумски плочи и ленти инхерентно како дел од нормалната работа. Цврстиот електролит обезбедува физичка бариера против пенетрација на дендрит што течните електролити не можат - што теоретски овозможува побрзо полнење без истиот ризик од деградација поврзан со облогата што ги ограничува стапките на полнење на LiPo.

Се појавува нов механизам за деградација: раслојување на интерфејсот. Ова е предизвик специфичен за хемијата во цврста состојба. Како што електродите се шират и се собираат за време на возењето велосипед, цврстиот електролит не тече за да одржува контакт како што тече течниот електролит. Може да се развијат микроскопски празнини помеѓу површините на електродата и електролитот - зголемување на отпорот и намалување на ефикасноста на пренос на јони. Во тековната генерација цврсти UAV батерии, ова управување со интерфејсот е еден од примарните инженерски предизвици што влијае на животниот век на циклусот.

Што значи ова за операторите на UAV во пракса

Нето ефектот на овие различни механизми на деградација:цврсти батерии во комерцијални UAV апликациивообичаено демонстрираат побавно избледување на капацитетот по циклус од еквивалентни пакувања LiPo - 600 до 900 циклуси при задржување на капацитет од 80% наспроти 300 до 500 за LiPo под споредливи услови.

Но, деградацијата не е невидлива или нула. Пакетите во цврста состојба го губат капацитетот со текот на времето. Стапката е побавна, механизмите се различни и однесувањето на крајот на животот е генерално попредвидливо - но операторите кои планираат распореди за замена сè уште треба да ја земат предвид деградацијата наместо да претпоставуваат дека пакетите во цврста состојба работат вечно.

Попредвидливата крива на деградација на батериите во цврста состојба е всушност корисна за управување со возниот парк. Избледувањето на капацитетот во ќелиите во цврста состојба има тенденција да биде полинеарно и помалку склоно кон ненадејните падови што понекогаш ги покажуваат старите пакувања LiPo кога акумулираното оштетување на SEI достигне праг. Таа линеарност го олеснува планирањето на времето за замена.

Документација за деградација на ZYEBATTERY

ZYEBATTERYобезбедува податоци за животниот век на циклусот и задржувањето на капацитетот за литиум-јонските батерии со цврста состојба и литиум полимерните UAV батерии со високи перформанси врз основа на тестирање на реалната работна состојба - не само лабораториски идеали. За операторите кои градат буџети за замена и распореди за управување со возниот парк, познавањето на вистинската крива на деградација е важно исто како и познавањето на почетните перформанси.

Батериите во цврста состојба се распаѓаат. Тие едноставно го прават тоа побавно, попредвидливо и од различни причини од пакетите LiPo на кои повеќето оператори се навикнати да ги заменат.