Чому ми надаємо перевагу твердотільним батареям для технології дронів

Поточні обмеження в технології літій-іонних батарей не дозволяють досягти балансу між тривалістю польоту та вантажопідйомністю.

Любителям безпілотних літальних апаратів не доведеться вибирати між тим, щоб тримати свої дрони в повітрі довше або оснастити їх дорожчими акумуляторами. Команди реагування на надзвичайні ситуації не повинні відкликати дрони для підзарядки під час відстеження поширення лісової пожежі.

Твердотільні акумуляторивирішує температурні проблеми, які давно мучать військові операції, з перевагами, що виходять далеко за межі сирих показників продуктивності. Їхні електроліти зберігають стабільність при надзвичайно низьких температурах, забезпечуючи надійну роботу під час розвідувальних місій в Арктиці, витримуючи температуру 70°C без ризику перегріву, який характерний для звичайних батарей.

Огляд останніх досягнень у технології твердотільних акумуляторів підкреслює покращення безпеки, щільності енергії та тривалості циклу.

Повністю твердотільні батареї являють собою багатообіцяючу нову технологію, яка може революціонізувати спосіб зберігання та використання енергії. На відміну від традиційних літій-іонних акумуляторів, які використовують рідкі електроліти для перенесення іонів між електродами, SSB використовують тверді електроліти, що пропонує ряд переваг перед рідкими аналогами.

Батареї SSB забезпечують вищу щільність енергії та довший термін служби, безпечніші за звичайні батареї та екологічніші. Крім того, за певних умов SSBs мають потенціал для швидшої зарядки, ніж традиційні батареї, і можуть використовуватися в широкому діапазоні застосувань, від споживчих дронів до електромобілів.

Твердотільні батареї стикаються з кількома проблемами, насамперед високою вартістю, механічною нестабільністю та нестабільністю інтерфейсу та утворенням дендритів. За останні роки було досягнуто значного прогресу в розробці SSB, і дослідники з усього світу працюють над подоланням проблем, що залишилися, і виведенням цієї технології на ринок.

Таким чином, галузь твердотільних батарей зазнала величезного прогресу, наблизивши нас до досягнення комерційно життєздатних, високоефективних рішень для зберігання енергії. Коли ми досліджуємо складний світ матеріалів для твердотільних акумуляторів, стає зрозуміло, що ретельний вибір і оптимізація є вирішальними для реалізації повного потенціалу цієї технології.

Переваги та недоліки твердотільних батарей

Інтерфейс катод/твердий електроліт має вирішальне значення для електрохімічних процесів у твердотільних батареях, суттєво впливаючи на кінетику транспорту іонів. Тверді електроліти забезпечують чудову термічну стабільність і більшу довговічність порівняно з рідкими електролітами. Ефективність матеріалу помітно змінюється через кілька змінних навколишнього середовища, включаючи температуру навколишнього середовища, тиск і вологість. Крім матеріалів, необхідно також розглянути погіршення якості батареї як ключовий фактор, що впливає на довгострокову продуктивність.

Зарядка акумулятора

Порівняно з рідкими електролітами, твердотільні батареї демонструють кращу іонну провідність, що забезпечує більш високу швидкість заряджання. На відміну від традиційних літій-іонних батарей, що використовують рідкі електроліти, твердотільні батареї використовують тверді електроліти, щоб полегшити рух іонів між електродами.

Крім того, досвід швидкої зарядки твердотільних акумуляторів може бути безпечнішим і надійнішим.

Вплив у реальному світі: збільшення поставок безпілотниками

Ці досягнення не обмежуються лабораторними експериментами — вони вже трансформують застосування дронів.

Сільське господарство: дрони з подовженим терміном служби батареї можуть охоплювати понад 200 акрів за один політ, безперервно обприскуючи посіви або контролюючи стан ґрунту.

Реагування на надзвичайні ситуації: пошуково-рятувальні дрони, оснащені літієвими батареями та сонячними батареями (для додаткового живлення), можуть залишатися в повітрі понад дві години, скануючи великі території на пошук зниклих безвісти людей або осередків лісових пожеж.

Логістика: дрони-доставники, такі як Amazon, випробовують твердотільні батареї, маючи на меті здійснювати 50-кілометрові польоти, щоб доставити пакунки в сільські райони, де немає дороги.

Твердотільні акумуляториобіцяють докорінно змінити ландшафт безпілотних літальних апаратів, з потенціалом значно розширити витривалість польоту та можливості місії для комерційних і цивільних платформ, підвищуючи ефективність виконання різноманітних завдань.