Baterie v pevném stavu: co to je?

Pevná baterie: co to je? 

Nejjednodušší vysvětlení pro operátory UAV

Pokud jste slyšeli"solid state baterie“ zmínil v konverzacích s dronem a odešel si méně jistý, co to znamená, než když konverzace začala, nejste sami. Tento termín se používá, jako by každý už věděl, co to znamená – což je zřídka pravda a nikdy užitečné.

Zde je nejjasnější možné vysvětlení toho, co je to polovodičová baterie, proč se liší od baterie již ve vašem dronu a proč je důležitá pro operace UAV.

Začněte s tím, co už víte

Baterie ve vašem dronu je nyní téměř jistě lithium-polymerová baterie – zkráceně LiPo. Chemicky ukládá energii a přeměňuje ji na elektrickou energii pro napájení motorů, řízení letu a užitečného zatížení.

Uvnitř každéLiPo bateriejsou 3 základní části: 2 elektrody (kladná zvaná katoda a záporná zvaná anoda) a mezi nimi kapalina podobná látka zvaná elektrolyt. Úkolem elektrolytu je nechat nabité částice zvané ionty lithia cestovat tam a zpět mezi elektrodami, jak se baterie nabíjí a vybíjí.

Tento elektrolyt je kapalina - nebo přesněji gel. Funguje to dobře. To je také zdrojem hlavních omezení baterie.

Co dělá aPevná baterie Různé

Pevná baterie dělá to samé jako LiPo baterie – ukládá a uvolňuje energii pomocí lithiových iontů pohybujících se mezi elektrodami. Rozdíl je v tom, co sedí mezi elektrodami.

Namísto tekutého nebo gelového elektrolytu používá baterie v pevné fázi pevný materiál. Tímto materiálem může být keramika, polymer nebo sloučenina obsahující síru – v závislosti na konkrétním provedení. Pevný elektrolyt stále propouští lithiové ionty, jen jiným fyzikálním mechanismem než kapalná difúze.

To je vše. Základní změnou je kapalina dovnitř, pevná látka ven. Z toho vyplývá vše ostatní.

Proč na té změně záleží

Nahrazení kapaliny pevnými látkami mění 3 věci, kterých si operátoři UAV všimnou v reálném provozu:

Baterie je výrazně bezpečnější. Kapalné elektrolyty jsou hořlavé. Když se LiPo baterie poškodí při havárii, přebije se nebo je vystavena extrémnímu teplu, kapalina se může vznítit a způsobit požáry baterie, díky kterým je manipulace s LiPo skutečným bezpečnostním problémem. Tuhé elektrolyty tuto vlastnost nemají. Poškozená polovodičová baterie obvykle ztrácí funkci, místo aby se vznítila.

Baterie dokáže na svou váhu uchovat více energie. Nejpokročilejší konstrukce v pevné fázi používají jiný materiál anody – lithiový kov místo grafitu – který ukládá mnohem více energie na gram. Pevný elektrolyt to umožňuje fyzickým blokováním kovových vláken, které činí lithiové kovové anody nebezpečnými v bateriích s tekutým elektrolytem. Více energie na gram znamená delší dobu letu při stejné hmotnosti baterie.

Baterie vydrží déle, než je potřeba ji vyměnit. Kapalné elektrolyty pomalu reagují s povrchy elektrod během stovek nabíjecích cyklů, čímž se snižuje množství energie, které baterie pojme. Pevné elektrolyty jsou chemicky stabilnější, takže k této degradaci dochází pomaleji. Polovodičová baterie obvykle vydrží dvakrát více nabíjecích cyklů než srovnatelná LiPo baterie, než výkon klesne pod užitečnou úroveň.

Co to není

Solid state baterie neznamená úplně jiný typ úložiště energie. Pořád je to lithiová baterie. Stále používá stejnou základní chemii. Stále vyžaduje systém správy baterie, nabíjí se ze stejného typu rozhraní nabíječky a nasazuje se ve stejných pozicích draku letadla jako LiPo sada.

Změna je uvnitř baterie. Rozhraní ke zbytku vašeho systému dronu zůstává stejné.

Proč operátoři UAV věnují této technologii pozornost

Delší lety. Bezpečnější operace. Postupem času méně výměn. Tyto 3 výsledky jsou důležité pro každého komerčního provozovatele UAV – a proto se polovodičové baterie posunuly od tématu diskutovaného ve výzkumných dokumentech ke skutečnému zvažování nákupu pro seriózní programy dronů.

ZYEBATTERYvyvíjí lithiové ionty v pevném skupenství a vysoký výkonlithium-polymerové UAV bateriepro komerční provoz. Pevná baterie není záhadou – je to lépe sestavená verze něčeho, co již používáte. Pochopení toho, co je jiné, je prvním krokem k tomu, abyste věděli, zda je to správná volba pro váš provoz.