Дали батеријата во цврста состојба користи литиум?

Дали аБатерија со цврста состојбаДали користите литиум? 

Да - но не на ист начин

Да,цврсти батериикористете литиум. Тој дел е јасен. Она што е поинтересно - и покорисно за секој што се обидува да разбере зошто батериите во цврста состојба работат поинаку од конвенционалните - е како се користи литиумот и што се менува кога ќе преминете од дизајн со течен електролит на цврст.

Разликата не е само инженерски детали. Ги објаснува тврдењата за перформансите што ги гледате во маркетингот на батерии во цврста состојба и ви помага да оцените дали тие тврдења се однесуваат на конкретната батерија што ја разгледувате.

Улогата на литиумот во која било батерија

Во секоја литиумска батерија - цврста или конвенционална - литиумот е работниот јон. За време на полнењето, јоните на литиум ја напуштаат катодата (позитивна електрода), патуваат низ електролитот и се складираат во анодата (негативна електрода). За време на празнењето, тој процес се менува: јоните на литиум се движат од анодата назад низ електролитот до катодата, а енергијата ослободена во тоа движење го напојува дронот.

Работата на електролитот е едноставно да дозволи јони на литиум да минуваат низ него додека ги блокираат електроните - кои се принудени да патуваат низ надворешното коло наместо тоа, напојувајќи ги моторите. Без разлика дали тој електролит е течен или цврст, литиумот ја врши истата основна работа.

Она што се менува е местото каде литиумот се складира во анодата и колку ефикасно се случува тоа складирање.

Како конвенционалните батерии складираат литиум на анодата

Во стандардните литиум полимерни батерии, анодата е направена од графит. Литиумските јони не се акумулираат едноставно на графитот - тие се интеркалираат, што значи дека се лизгаат помеѓу слоевите на јаглеродни атоми во графитната кристална структура. Секоја графитна единица може да содржи само фиксен број на литиумски јони, одреден според неговата кристална геометрија.

Овој механизам на интеркалирање е стабилен и добро разбран, но поставува цврст плафон за тоа колку литиум може да складира графитната анода по грам материјал. Тој плафон е дел од она што ја ограничува енергетската густина на конвенционалните LiPo батерии на приближно 200 до 260 Wh/kg на ниво на пакет - без разлика колку е добар остатокот од дизајнот.

Како батериите во цврста состојба можат различно да користат литиум

Ова е местото каде дизајнот со цврста состојба создава значајна можност за изведба.

Бидејќи цврстите електролити можат физички да ја блокираат пенетрацијата на дендритите - металните филаменти што ги прават анодите на литиум металите опасни во батериите со течен електролит - батериите во цврста состојба можат да ги заменат графитните аноди со чист литиум метал.

Литиумскиот метал не се меша. Тој се обложува и се вади директно како метал за време на полнење и празнење. А литиумскиот метал складира приближно 10 пати повеќе јони на литиум по грам отколку графитот.

Резултат: батерија во цврста состојба со литиумска метална анода не го погодува истиот плафон со густина на енергија како дизајнот на графит-анодна. Ова е архитектурата зад бројките за енергетска густина на ниво од 350 до 400+ Wh/kg поврзани со напредни батерии во цврста состојба - бројки што не се постигнуваат со графитни аноди без оглед на типот на електролит.

Зошто оваа разлика е важна при оценувањето на производите

Не сите батерии во цврста состојба користат литиумски метални аноди. Дизајните во цврста состојба од првата генерација често ги задржуваат графитните аноди и само го заменуваат електролитот. Тие батерии обезбедуваат подобрена безбедност и животен век во споредба со LiPo - вистински предности - но нивната енергетска густина е слична на конвенционалните литиум-јонски батерии, не драматично повисока.

Кога ќе видите батерија во цврста состојба која бара 350+ Wh/kg, зад таа бројка стои литиумска метална анода. Кога ќе видите некој кој тврди дека има 210 до 240 Wh/kg, речиси сигурно користи графит - електролитот се смени, но анодата не.

За операторите на UAV кои избираат помеѓу опциите во цврста состојба, прашуваат „дали оваа батерија користи литиумска метална анода или графит?“ Веднаш ви кажува дали тврдењата за енергетска густина се засноваат на целосната предност во цврста состојба или само на замена на електролит.

Документација за анодна архитектура на ZYEBATTERY

ZYEBATTERYобезбедува спецификации за архитектура на анодата за литиум-јонски батерии со цврста состојба и литиум полимерни UAV батерии со високи перформанси - затоа што знаејќи дали литиум метал или графит е на анодата одредува дали бројките за енергетската густина на листот со спецификации се од дизајн на целосна цврста состојба или од хибриден пристап.

Батерии во цврста состојбакористете литиум. Покорисното прашање е каде и како - и тоа прашање има специфичен, документиран одговор.