Чому твердотільні батареї змінюють гру для дронів

Не зрозумійте мене неправильно — літій-іонний двигун був робочою конячкою для дронів. Він перетворив незграбні набори для хобі на інструменти, які можуть доставляти ліки або сканувати поля ферми. Але після розмови з десятками операторів безпілотників за останній рік я постійно почув таке ж розчарування. Команді доставки в Міннесоті довелося зупинити свій автопарк у січні минулого року, оскільки температура -10 °F призвела до знищення літій-іонних зарядів за 12 хвилин. Служба безпілотних літальних апаратів аптеки в Техасі здійснила близький виклик, коли під час польоту біля школи перегрілася батарея. І майже всі скаржаться на тривалість польоту: максимум 20-30 хвилин, що означає, що 4-мильна поїздка в обидва кінці підштовхує його. Щоб доставка безпілотників вийшла за рамки «пілотних проектів» і перейшла в повсякденне життя, нам потрібна батарея, яка не вирішує питання.

Введітьтвердотільні батареї. Це не просто «кращий акумулятор» — це повне скидання того, як ми живимо дрони. Велика зміна? Замість рідкого електроліту, який робить літій-іон легкозаймистим і погодочутливим, твердотільний використовує щільне тверде ядро ​​(наприклад, кераміку або армований полімер). Це схоже на заміну негерметичної пластикової пляшки з водою на термос із нержавіючої сталі: він міцніший, не розливається, і створений, щоб справлятися з хаосом. А для доставки дроном? Ця невелика зміна відкриває можливості, про які ми лише говорили досі.

Почнемо з найочевиднішої перемоги: час польоту. На початку цього року я працював із тестуванням мережі піцерійтвердотільні батареїна своїх безпілотниках доставки. Їхні старі літієві установки могли пролетіти 3 милі туди й назад, несучи одну коробку для піци, перш ніж потребуватиме підзарядки. З твердим тілом? Вони досягли 8 миль — достатньо, щоб охопити ще три околиці на один безпілотник — і додали другий ящик без скорочення дальності. Це не просто «більше часу в повітрі»; це різниця між новинкою доставки дронами та прибутковою частиною їхнього бізнесу. Для невеликих операторів подвоїти зону доставки, не купуючи більше дронів? Це головна перемога, яку ви не можете ігнорувати.

Безпека є ще одним питанням, яке не підлягає обговоренню. Минулого літа клієнт, який доставляв медичне приладдя у Флориду, перелякався: літій-іонна батарея почала диміти під час польоту, змусивши пілота приземлитися на вільній ділянці. Вони перейшли на твердотільні прототипи, і з тих пір? Ні перегріву, ні витоків — навіть коли дрон потрапив у грозу та пірнув носом у траву. Для безпілотників, які літають над жвавими вулицями, школами чи лікарнями, душевний спокій не просто приємний — для цього потрібно отримати дозвіл регулятора. Займиста літій-іонна рідина завжди була червоним прапором для регуляторів; твердотільний повністю усуває цей ризик.

Крім того, є погода — тихий вбивця продуктивності літій-іонних батарей. Той клієнт із Міннесоти, якого я згадав? Минулої зими вони випробували твердотільні батареї, і раптом їхні безпілотники літали 40 хвилин за морозної температури — цього було достатньо, щоб подолати весь маршрут, не повертаючись назад. В Арізоні служба доставки продуктів виявила, що твердотільні батареї зберігають 90% свого заряду при температурі 100°F, порівняно з 60% літій-іонних. Щоб доставка безпілотників працювала по всій країні, у вас не може бути система, яка вимикається, коли погода стає екстремальною. Твердотільний нарешті дає операторам цю послідовність.

Це теж не просто теорія. Великі виробники акумуляторних батарей перетворюють прототипи на інструменти, які можуть використовувати команди доставки. CATL — китайський акумуляторний гігант, який живить половину світових електромобілів — на початку цього року випустив «конденсований» твердотільний акумулятор із потужністю 500 Вт·год/кг. Перекладемо це для операторів дронів: стандартна літій-іонна батарея досягає 250 Вт·год/кг, що дає вам 30 хвилин польоту. При 500 Вт/кг? Ви бачите 1,5 години польоту. Уявіть дрон, який може доставити пакунки в ціле невелике містечко за одну поїздку, зарядити його за 45 хвилин (твердотільний заряджається також набагато швидше) і знову вирушати. CATL вже тестує їх разом із китайськими фірмами-виробниками безпілотників, і перші відгуки є величезними — один оператор скоротив щоденні зупинки підзарядки з 8 до 3.

Давайте будемо реальними: перешкоди все ще є. Зараз твердотільні акумулятори коштують у 2-3 рази дорожче літій-іонних. Але це цілком зрозуміло з новими технологіями — пам’ятаєте, коли батареї для електромобілів коштували \(1000 за кВт-год? Зараз вони менше \)150. CATL стверджує, що їхній акумулятор ємністю 500 Вт·год/кг відповідатиме цінам на літій-іонні високоякісні акумулятори до 2026 року, а QuantumScape планує аналогічне скорочення витрат у міру збільшення виробництва. Ще однією проблемою є масштаб виробництва — наразі більшість твердотільних акумуляторів виготовляються невеликими партіями. Але в міру того, як більше фірм, що займаються безпілотниками, розміщують замовлення, ситуація швидко зміниться.

Ось підсумок для всіх, хто займається доставкою дронів: вузьке місце акумулятора нарешті ламається. Протягом наступних 3-5 років твердотільний пристрій перетвориться з «приємно мати» на «необхідний» для будь-якого оператора, який хоче конкурувати. Команди, які рано впроваджують цю технологію? Саме вони будуть доставляти пакунки швидше, охоплюватимуть більше території та залучатимуть клієнтів, тоді як конкуренти, які застрягли на літій-іонних акумуляторах, намагатимуться наздогнати.

Для інвесторів це шанс потрапити в сектор, який ось-ось вибухне. Для споживачів це означає швидшу доставку, більш надійне обслуговування та нижчі витрати. А для нас, людей, які будують майбутнє доставки, це означає, що нарешті технологія безпілотників виправдає ажіотаж.

Літій-іонний привів нас тут. Але твердотільний? Доставку безпілотниками буде здійснювати туди, куди ми завжди хотіли.