Pevné baterie dronu pro lety v chladném počasí

Silné chladné počasí bylo vždy vážnou výzvou pro výkon a spolehlivost bezpilotních vzdušných prostředků. Nízké teploty mohou výrazně snížit chemickou aktivitu tradičních baterií, což vede k prudkému poklesu životnosti baterie, poklesu napětí a dokonce i náhlým výpadkům napájení, což ohrožuje kritické letové mise. Semi-Solid State baterie – nám nabízejí zbrusu nové řešení pro překonání silného chladu.

Proč je nízká teplota „úhlavním nepřítelem“ tradičních baterií pro drony?

Problém tradičních lithium-polymerových (LiPo) baterií při nízkých teplotách:

Nízké teploty mohou výrazně ovlivnit výkon baterií dronů, což vede ke zkrácení doby letu a může mít dopad na vaši misi.

Tuhnutí elektrolytu: Při nízkých teplotách se kapalný elektrolyt uvnitř baterie stává viskózním nebo dokonce částečně tuhne, což značně omezuje rychlost pohybu iontů lithia.

Prudký nárůst vnitřního odporu: Zabránění pohybu iontů přímo vede ke zvýšení vnitřního odporu baterie. Pro udržení letu napětí baterie prudce poklesne (propad napětí), čímž se spustí ochranný mechanismus vybití baterie dronu a přinutí letadlo dříve přistát.

Závažné snížení kapacity: V prostředí s teplotou 0 °C se dostupná kapacita tradičních LiPo baterií může snížit o 30 % až 50 %. Při ještě extrémnějších nízkých teplotách je ztráta výkonu ještě úžasnější.

Nebezpečí nabíjení: Nabíjení baterií při nízkých teplotách může způsobit vyluhování kovového lithia, což může baterii trvale poškodit a způsobit zkrat a požár.

Pevné baterie, jako přechodná technologie, důmyslně integruje výhody tradičních tekutých baterií a plně pevných baterií. Jádro spočívá ve smíchání elektrodových materiálů s pevnými elektrolyty a malým množstvím elektrolytu za vzniku polotuhé matrice podobné gelovité látce.

Solid-State bateriese přesouvají z laboratoře do popředí aplikací. Jak tedy přesně tato vysoce očekávaná technologie funguje? Jak to změní budoucnost dronů?

Pracovní proces polovodičových baterií je makroskopicky podobný jako u lithium-polymerových baterií, přičemž stále zahrnuje migraci iontů lithia mezi kladnými a zápornými elektrodami. Implementační metody na mikroúrovni však přinášejí světový rozdíl.

Pevné elektrolyty: Obvykle se vyrábějí ze speciálních pevných materiálů, jako je keramika, sulfidy nebo polymery. Tyto materiály mají extrémně vysokou iontovou vodivost, umožňují rychlý průchod iontů lithia a zároveň izolují elektrony, čímž dokonale kombinují dvě hlavní funkce vedení a izolace.

Pracovní postup

Při nabíjení nebo vybíjení baterie se ionty lithia (Li⁺) pohybují tam a zpět mezi kladnou a zápornou elektrodou pod vlivem elektrického pole přes pevný elektrolyt, který slouží jako pevný „most“. Elektrony (e⁻) proudí vnějším obvodem, čímž vytvářejí elektrický proud pro napájení bezpilotního letounu.

Jednou z klíčových výzev v konstrukci polovodičových baterií, bez ohledu na typ použitého pevného elektrolytu, je optimalizace rozhraní mezi elektrolytem a elektrodou. Na rozdíl od kapalných elektrolytů, které snadno přilnou k povrchu elektrod, musí být pevné elektrolyty pečlivě navrženy, aby byl zajištěn dobrý kontakt a účinný přenos iontů.

ZYEBATTERY byla vždy zaměřena na špičkové energetické technologie. Pečlivě sledujeme vývoj technologií nové generace, jako jsou polovodičové baterie, a zavázali jsme se poskytovat trhu v budoucnu bezpečnější a výkonnější řešení pro napájení dronů, která našim zákazníkům pomohou létat výše, dále a bezpečněji.