Paano gumagana ang drone solid-state lithium baterya?

Bagaman ang mga tradisyunal na baterya ng Lithium Polymer (LIPO) ay naging pangunahing, ang kanilang kaligtasan at enerhiya na mga bottlenecks ng enerhiya ay lalong naging kilalang. Hindi tulad ng tradisyonal na mga baterya ng lithium-ion na umaasa sa likidong electrolyte, ang mga baterya ng solid-state ay nagpatibay ng isang ganap na magkakaibang pamamaraan. Ang makabagong disenyo na ito ay inaasahan na mag -alok ng mas mataas na density ng enerhiya, higit na kaligtasan at mas mahabang buhay ng serbisyo.

Ang mga baterya ng solid-state ay lumilipat mula sa laboratoryo hanggang sa pinuno ng mga aplikasyon. Kaya, paano eksaktong gumagana ang lubos na inaasahang teknolohiya? Paano nito mababago ang hinaharap ng mga drone?

Ang proseso ng pagtatrabaho ng mga baterya ng solid-state ay macroscopically na katulad ng sa mga baterya ng lithium-polymer, na kinasasangkutan pa rin ng paglipat ng mga lithium ion sa pagitan ng mga positibo at negatibong mga electrodes. Gayunpaman, ang mga pamamaraan ng pagpapatupad sa antas ng micro ay nagdadala ng isang pagkakaiba -iba sa mundo.

Solid electrolyte: Karaniwan silang gawa sa mga espesyal na solidong materyales tulad ng keramika, sulfides o polymers. Ang mga materyales na ito ay may napakataas na conductivity ng ionic, na nagpapahintulot sa mga ion ng lithium na dumaan nang mabilis habang din ang insulating electron, perpektong pagsasama -sama ng dalawang pangunahing pag -andar ng pagpapadaloy at paghihiwalay.

Mataas na kapasidad na elektrod

Anode Innovation: Ang isa sa mga pinaka kapana-panabik na mga potensyal ng mga baterya ng solid-state ay ang kakayahang direktang gumamit ng lithium metal bilang anode. Ito ay dahil ang solidong electrolyte ay maaaring epektibong mapigilan ang paglaki ng mga dendrites ng lithium, at ang pagtagos ng mga dendrites sa pamamagitan ng separator ay ang pangunahing sanhi ng mga maikling circuit at sunog sa mga likidong baterya.

Positibong pag-upgrade ng elektrod: Sa pamamagitan ng pagsasama ng high-boltahe at mataas na kapasidad na positibong mga materyales na elektrod (tulad ng high-nickel ternary, lithium-rich na batay sa mangganeso o kahit na mga positibong electrodes ng asupre), ang potensyal ng enerhiya ng buong sistema ng baterya ay maaaring ganap na mapagsamantalahan.

Proseso ng trabaho

Kapag ang isang baterya ay sisingilin o pinalabas, ang mga lithium ion (li⁺) ay gumagalaw sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field sa pamamagitan ng solidong electrolyte, na nagsisilbing isang solidong "tulay". Ang mga electron (e⁻) ay dumadaloy sa panlabas na circuit, sa gayon ay bumubuo ng isang electric kasalukuyang upang mabigyan ng kapangyarihan ang hindi pinangangasiwaan na sasakyan.

Sa disenyo ng baterya ng solid-state, ano ang maaaring palitan ang mga likidong electrolyte?

Sa tradisyonal na mga baterya ng lithium-ion, ang likidong electrolyte ay nagsisilbing daluyan para sa pagpapalaganap ng mga ion sa pagitan ng anode at katod sa panahon ng singilin at paglabas ng mga siklo. Gayunpaman, ang disenyo ng baterya ng solid-state ay pumapalit sa likido na ito na may mga solidong materyales na nagsasagawa ng parehong pag-andar. Ang solidong electrolyte na ito ay maaaring gawin ng iba't ibang mga materyales, kabilang ang mga keramika, polimer o sulfides.

Ang pagpili ng mga solidong materyales ng electrolyte ay mahalaga sa kahalagahan dahil direktang nakakaapekto sa pagganap, kaligtasan at paggawa ng baterya.

Ang mga polymer electrolyte ay gawa sa mga organikong materyales at may isang serye ng iba't ibang mga pakinabang:

1. Flexibility: Maaari silang umangkop sa mga pagbabago sa dami ng mga electrodes sa panahon ng proseso ng pagbibisikleta.

2. Madaling Paggawa: Ang mga polymer electrolyte ay maaaring maproseso gamit ang mas simple at mas maraming mga pamamaraan na epektibo.

3. Pinahusay na interface: Karaniwan silang bumubuo ng isang mas mahusay na interface sa elektrod, sa gayon binabawasan ang pagtutol.

Ang isa sa mga pangunahing hamon sa disenyo ng baterya ng solid-state, anuman ang uri ng solidong electrolyte na ginamit, ay upang mai-optimize ang interface sa pagitan ng electrolyte at ang elektrod. Hindi tulad ng mga likidong electrolyte na madaling sumunod sa mga ibabaw ng elektrod, ang mga solidong electrolyte ay kailangang maingat na idinisenyo upang matiyak ang mahusay na pakikipag -ugnay at mahusay na paglipat ng ion.

Ang mga mananaliksik ay naggalugad ng iba't ibang mga diskarte upang mapagbuti ang mga interface na ito, kabilang ang:

1. Surface Coating: Mag -apply ng isang manipis na patong sa elektrod o electrolyte upang mapahusay ang pagiging tugma at paglipat ng ion.

2. Mga Interfaces ng Nanostructured: Lumikha ng mga tampok na nanoscale sa mga interface upang madagdagan ang lugar ng ibabaw at pagbutihin ang palitan ng ion.

3. Assembly na tinutulungan ng Pressure: Ang kinokontrol na presyon ay ginagamit sa panahon ng proseso ng pagpupulong ng baterya upang matiyak ang mahusay na pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga sangkap.

Konklusyon:

Ang nagtatrabaho na prinsipyo ng mga baterya ng solid-state ay hindi lamang isang simpleng kapalit na materyal, ngunit sa halip isang rebolusyon ng paradigma na lumilipat mula sa paglipat ng likidong ion hanggang sa solid-state na pagpapadaloy ng ion. Naghahatid ito ng enerhiya nang mas ligtas at mahusay sa pamamagitan ng isang matibay na "solid-state ion tulay". Para sa mga drone, hindi lamang ito tungkol sa pagpapalit ng isang baterya; Ito ay minarkahan ang simula ng isang bagong panahon ng paglipad.

Ang Zyebattery ay palaging nakatuon sa mga teknolohiya ng pagputol ng enerhiya. Sinusunod namin ang pag-unlad ng mga susunod na henerasyon na teknolohiya tulad ng mga baterya ng solid-state at nakatuon sa pagbibigay ng mas ligtas at mas malakas na mga solusyon sa kapangyarihan ng drone sa hinaharap, na tinutulungan ang aming mga customer na lumipad nang mas mataas, mas malayo at mas ligtas.