แบตเตอรี่โซลิดสเตตของโดรนสำหรับเที่ยวบินในสภาพอากาศหนาวเย็น

สภาพอากาศที่หนาวเย็นจัดถือเป็นความท้าทายที่สำคัญต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับมาโดยตลอด อุณหภูมิต่ำสามารถลดกิจกรรมทางเคมีของแบตเตอรี่แบบเดิมได้อย่างมาก ส่งผลให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าตก และแม้กระทั่งไฟฟ้าดับกะทันหัน ส่งผลให้ภารกิจการบินที่สำคัญตกอยู่ในความเสี่ยง แบตเตอรี่กึ่งโซลิดสเตต - กำลังนำเสนอโซลูชันใหม่ล่าสุดเพื่อเอาชนะความหนาวเย็นที่รุนแรง

เหตุใดอุณหภูมิต่ำจึงเป็น "ศัตรูตัวฉกาจ" ของแบตเตอรี่โดรนแบบเดิมๆ

สถานการณ์ของแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ (LiPo) แบบดั้งเดิมที่อุณหภูมิต่ำ:

อุณหภูมิต่ำอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่โดรน ส่งผลให้เวลาบินสั้นลง และอาจส่งผลกระทบต่อภารกิจของคุณ

การแข็งตัวของอิเล็กโทรไลต์: ที่อุณหภูมิต่ำ อิเล็กโทรไลต์ของเหลวภายในแบตเตอรี่จะมีความหนืดหรือแข็งตัวเป็นบางส่วน ซึ่งขัดขวางความเร็วในการเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนอย่างมาก

ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว: การขัดขวางการเคลื่อนที่ของไอออนส่งผลให้ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นโดยตรง เพื่อรักษาการบิน แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็ว (แรงดันไฟฟ้าตก) กระตุ้นให้เกิดกลไกการป้องกันแบตเตอรี่ต่ำของโดรน และบังคับให้เครื่องบินลงจอดเร็วขึ้น

ความจุลดลงอย่างมาก: ในสภาพแวดล้อม 0°C ความจุที่มีอยู่ของแบตเตอรี่ LiPo แบบเดิมอาจลดลง 30% ถึง 50% ยิ่งอุณหภูมิต่ำมาก ประสิทธิภาพที่ลดลงก็ยิ่งน่าประหลาดใจมากขึ้นไปอีก

อันตรายจากการชาร์จ: การชาร์จแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำอาจทำให้โลหะลิเธียมหลุดออกมา ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายอย่างถาวร และเสี่ยงต่อการลัดวงจรและไฟไหม้

แบตเตอรี่โซลิดสเตตในฐานะเทคโนโลยีการเปลี่ยนผ่าน ผสมผสานข้อดีของแบตเตอรี่เหลวแบบเดิมและแบตเตอรี่แข็งทั้งหมดได้อย่างชาญฉลาด แกนกลางอยู่ที่การผสมวัสดุอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งและอิเล็กโทรไลต์จำนวนเล็กน้อยเพื่อสร้างเมทริกซ์กึ่งของแข็งที่คล้ายกับสารคล้ายเจล

แบตเตอรี่โซลิดสเตตกำลังเคลื่อนตัวจากห้องปฏิบัติการไปสู่ระดับแนวหน้าของการใช้งาน แล้วเทคโนโลยีที่ได้รับการคาดหวังอย่างสูงนี้ทำงานอย่างไรกันแน่? มันจะเปลี่ยนอนาคตของโดรนอย่างไร?

ในฐานะเทคโนโลยีการเปลี่ยนผ่าน ผสมผสานข้อดีของแบตเตอรี่เหลวแบบเดิมและแบตเตอรี่แข็งทั้งหมดได้อย่างชาญฉลาด แกนกลางอยู่ที่การผสมวัสดุอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งและอิเล็กโทรไลต์จำนวนเล็กน้อยเพื่อสร้างเมทริกซ์กึ่งของแข็งที่คล้ายกับสารคล้ายเจล

อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง: มักทำจากวัสดุแข็งพิเศษ เช่น เซรามิก ซัลไฟด์ หรือโพลีเมอร์ วัสดุเหล่านี้มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกสูงมาก ช่วยให้ลิเธียมไอออนผ่านได้อย่างรวดเร็วในขณะเดียวกันก็เป็นฉนวนอิเล็กตรอน ผสมผสานฟังก์ชันหลักสองประการของการนำและการแยกตัวได้อย่างลงตัว

กระบวนการทำงาน

เมื่อมีการชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่ ลิเธียมไอออน (Li⁺) จะเคลื่อนที่ไปมาระหว่างขั้วบวกและขั้วลบภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรไลต์แข็ง ซึ่งทำหน้าที่เป็น "สะพาน" ที่เป็นของแข็ง อิเล็กตรอน (e⁻) ไหลผ่านวงจรภายนอก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเพื่อจ่ายพลังงานให้กับยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ

ความท้าทายที่สำคัญอย่างหนึ่งในการออกแบบแบตเตอรี่โซลิดสเตต โดยไม่คำนึงถึงประเภทของอิเล็กโทรไลต์แข็งที่ใช้ คือการปรับส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดให้เหมาะสม ต่างจากอิเล็กโทรไลต์เหลวที่ยึดติดกับพื้นผิวอิเล็กโทรดได้ง่าย อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งจำเป็นต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่ดีและการถ่ายโอนไอออนอย่างมีประสิทธิภาพ

ZYEBATTERY ให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีพลังงานที่ล้ำสมัยมาโดยตลอด เราติดตามการพัฒนาเทคโนโลยียุคหน้าอย่างใกล้ชิด เช่น แบตเตอรี่โซลิดสเตท และมุ่งมั่นที่จะมอบโซลูชันพลังงานโดรนที่ปลอดภัยและทรงพลังยิ่งขึ้นแก่ตลาดในอนาคต ช่วยให้ลูกค้าของเราบินได้สูงขึ้น ไกลขึ้น และปลอดภัยยิ่งขึ้น