W jaki sposób baterie pół-stały mogą poprawić samozadowolenie i wydajność baterii?

W zastosowaniach dronów, takich jak rolnictwo i badanie, szybkie samozadowolenie baterii i degradacja wydajności od dawna są głównymi punktami bólu. Poprzez podwójne przełom w zakresie innowacji materialnych i inteligentnego zarządzania,baterie pół-stałyRedefiniują standardy niezawodności dla systemów zasilania dronów.

Co sprawia, że ​​półstaliowe elektrolity są bezpieczniejsze niż ciekłe elektrolity?

Elektrolity półstronne stanowią główny skok technologii akumulatorów. W przeciwieństwie do tradycyjnych ciekłych elektrolitów, półstaliowe akumulatory wykorzystują żelowe substancje, które łączą najlepsze właściwości stałych i ciekłych elektrolitów. Ta unikalna kompozycja oferuje wiele zalet bezpieczeństwa:

1. Zmniejszone ryzyko upadku: lepki charakter częściowo-stoliowych elektrolitów minimalizuje możliwość wycieku, wspólnego zagrożenia bezpieczeństwa w akumulatorach elektrolitów ciekłych.

2. Zwiększona stabilność strukturalna: Elektrolity półstałowe zapewniają lepsze wsparcie mechaniczne w obrębie akumulatora, zmniejszając ryzyko wewnętrznych zwarć spowodowanych odkształceniem fizycznym lub uderzeniem.

3. Ulepszone zarządzanie termicznie: pół-stały struktura ułatwia bardziej jednolity rozkład ciepła, minimalizując prawdopodobieństwo zlokalizowanych hotspotów, które mogłyby wywołać ucieczkę termiczną.

4. Niezawodne opóźnienie płomienia: zwiększona odporność na płomień-w przeciwieństwie do typowo silnych elektrolitów ciekłych, półstałowe elektrolity wykazują znacznie niższe wskaźniki spalania.

Kluczowe czynniki wpływające na samozadowolenie w bateriach częściowo-stałych

1. Kompozycja odgrywa kluczową rolę w określaniu wskaźników samoisków. Równowaga między składnikami stałymi i płynnymi wpływa na ruchliwość jonów i prawdopodobieństwo niepożądanych reakcji.

2. Temperatura znacząco wpływa na szybkość samodzielnego rozładunku we wszystkich typach baterii, w tym baterie na półstele. Wyższe temperatury zazwyczaj przyspieszają reakcje chemiczne i zwiększają ruchliwość jonów, co prowadzi do szybszego wypisania się.

3. Stan naładowania baterii (SOC) wpływa na jego wskaźnik samodzielnego rozładunku. Baterie przechowywane na wyższym poziomie SOC często doświadczają szybszego samozadowolenia z powodu zwiększonego potencjału reakcji ubocznych.

4. Zanieczyszczenia lub zanieczyszczenia w materiałach elektrolitów lub elektrod przyspieszają samozadowolenie. Te niechciane substancje mogą katalizować reakcje uboczne lub tworzyć ścieżki ruchu jonowego.

5. Interfejs między elektrodami a półstałowym elektrolitem jest kluczowym regionem wpływającym na samozadowolenie. Stabilność tego interfejsu wpływa na tworzenie warstw ochronnych.

6. Historia jazdy na rowerze baterii wpływa na jej charakterystykę samozadowolenia. Powtarzające się ładowanie i rozładowanie powoduje zmiany strukturalne w elektrodach i elektrolitach, potencjalnie zmieniając szybkości samozapisania w czasie.

Baterie pół-stałyUtrzymuj ponad 80% pojemności po 1000-1200 cykli poprzez stabilne filmy SEI i projekty anty-dendryt. Rozszerza to cykle wymiany baterii dronów z sześciu miesięcy do ponad dwóch lat. Klucz polega na wysokiej wytrzymałości mechanicznej półstałowego elektrolitu, który tłumi wzrost dendrytu litu.

Baterie półstałowe zmniejszają zawartość elektrolitu ciekłego do 5–10%, przy czym pozostała część zawiera trójwymiarową ramy sieciowe żelu polimerowego i cząstek ceramicznych. Ta struktura działa jak filtr precyzyjny: zapewnia transport jonów podczas ładowania/rozładowywania przez ciągłe kanały jonowe, jednocześnie znacznie zmniejszając szybkości dyfuzji jonowej w okresach odpoczynku.

Dokładne regulacja przez inteligentne BMS (System zarządzania baterią) zapewnia zwiększoną zapewnienie bezpieczeństwa.

Wyposażony w adaptacyjny system zarządzania akumulatorami opartymi na filtrze Kalmana, pół-stały bateria monitoruje zmiany mikrokrądowe w czasie rzeczywistym i automatycznie aktywuje tryb ochrony niskiej mocy po wykryciu nienormalnego samozadowolenia.

Dzięki precyzyjnemu modelowaniu charakterystyk akumulatora-napięcia-napięcia-samosła, system dynamicznie dostosowuje stan operacyjny obwodu równoważenia, zmniejszając całkowite zużycie energii do poniżej 50 μA podczas przechowywania dronów. To dodatkowo obniża wskaźnik samodzielnego rozładunku baterii o 20–30%.

Wniosek:

Obecne badania w dziedzinie technologii akumulatorów koncentrują się na opracowaniu zaawansowanych preparatów elektrolitów w celu zwiększenia stabilności i zmniejszenia samozadowolenia. Mogą one obejmować nowe elektrolity żelu polimerowego lub układy hybrydowe, które łączą zalety składników stałych i ciekłych. Dzięki optymalizacji składu elektrolitów akumulatory o niższych prędkościach samozadowolenia mogą być wytwarzane bez uszczerbku dla wydajności.

Ponieważ badania w tej dziedzinie stale się rozwijają, przewidujemy dalszą poprawę szybkości wypisu i ogólnej wydajności baterii.