อะไรคือความท้าทายและข้อ จำกัด ของการใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตตในโดรน?

ความท้าทายและข้อ จำกัด ของแบตเตอรี่โซลิดสเตตในโดรน: นำทางสิ่งกีดขวางบนถนนเพื่อรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม

ของแข็ง-สเตต ได้กลายเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion) สำหรับโดรนซึ่งให้ข้อได้เปรียบเช่นความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นความปลอดภัยที่ดีขึ้นและการทนต่ออุณหภูมิที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามเส้นทางสู่การยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเสียงพึมพำถูกขัดขวางโดยชุดของความท้าทายทางเทคนิคเศรษฐกิจและการปฏิบัติ มาทำลายข้อ จำกัด เหล่านี้กันเถอะและทำไมพวกเขาถึงมีความสำคัญสำหรับผู้ประกอบการเสียงพึมพำผู้ผลิตและอุตสาหกรรมที่อาศัยยานพาหนะทางอากาศที่ไม่มีคนขับ (UAVs)

1. ต้นทุนการผลิตสูงและความสามารถในการปรับขนาดได้ จำกัด

หนึ่งในอุปสรรคที่สำคัญที่สุดในการใช้แบตเตอรี่สถานะของ Solid State ในโดรนคือค่าใช้จ่าย เทคโนโลยีโซลิดสเตตยังคงมีราคาแพงในการผลิตในระดับส่วนใหญ่เกิดจาก:

วัสดุพิเศษ: แบตเตอรี่สถานะของแข็งจำนวนมากใช้ส่วนประกอบที่มีราคาสูงเช่นขั้วบวกโลหะลิเธียมอิเล็กโทรไลต์เซรามิก (เช่นโกเมนหรือซัลไฟด์) หรือวัตถุดิบพิเศษ วัสดุเหล่านี้มีราคาแพงกว่าขั้วบวกกราไฟท์และอิเล็กโทรไลต์เหลวในแบตเตอรี่ Li-ion

การผลิตที่ซับซ้อน: การผลิตแบตเตอรี่สถานะของแข็งต้องใช้กระบวนการผลิตที่แม่นยำเช่นการสะสมแบบฟิล์มบางสำหรับอิเล็กโทรไลต์หรือสภาพแวดล้อมที่ควบคุมเพื่อป้องกันการปนเปื้อน ขั้นตอนเหล่านี้ใช้แรงงานมากขึ้นและต้องการอุปกรณ์พิเศษผลักดันต้นทุนการผลิต

2. ความกังวลเกี่ยวกับชีวิตและความเสื่อมโทรมของวงจร

โดรนเป็นผู้ทำงาน - หลายคนทำงานทุกวันต้องใช้รอบการชาร์จและการปล่อยบ่อยครั้ง สำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตตอายุการใช้งาน (จำนวนรอบการจ่ายประจุก่อนที่ความจุลดลงต่ำกว่า 80%) เป็นข้อ จำกัด ที่สำคัญ

การย่อยสลายนี้เกิดจากความไม่แน่นอนของการแทรกซึมระหว่างอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งและอิเล็กโทรด เมื่อเวลาผ่านไปปฏิกิริยาทางเคมีที่อินเทอร์เฟซเหล่านี้จะสร้างชั้นความต้านทานลดการนำไฟฟ้าและความสามารถ ตัวอย่างเช่นขั้วบวกโลหะลิเธียม (ทั่วไปในแบตเตอรี่ของแข็งสถานะ) สามารถสร้าง dendrites-โครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายเข็ม-ที่เจาะอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งทำให้เกิดการลัดวงจรหรือการสูญเสียความจุ ในขณะที่อิเล็กโทรไลต์เซรามิกมีความต้านทานต่อ dendrites มากกว่าของเหลว แต่พวกเขาก็ไม่ได้ใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้อัตราการปล่อยสูง

3. ความเปราะบางทางกลและความไวของการสั่นสะเทือน

โดรนทำงานในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกมักจะรุนแรง - พวกเขาสั่นสะเทือนในระหว่างการบินทนต่อผลกระทบจากลมกระโชกแรงหรือแม้กระทั่งการชนของแข็ง-รัฐโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์เซรามิกมีความเปราะบางทางกลไกเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ Li-ion ที่มีความยืดหยุ่นและมีความยืดหยุ่นในโดรน

4. ข้อ จำกัด อุณหภูมิและอัตราการปลดปล่อย

ในขณะที่แบตเตอรี่ของแข็งสถานะทำงานได้ดีกว่าแบตเตอรี่ Li-ion ในอุณหภูมิสูง แต่พวกเขาก็ไม่แข็งแกร่งในระดับสากล อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งจำนวนมากมีช่วงอุณหภูมิที่ดีที่สุดสำหรับการนำไฟฟ้า

5. ฟอร์มแฟคเตอร์และความท้าทายในการบูรณาการ

โดรนมีรูปร่างและขนาดที่หลากหลายตั้งแต่ quadcopters ขนาดกะทัดรัดไปจนถึง UAV แบบปีกคงที่พร้อมฟูลจ์เพรียวบาง ความหลากหลายนี้ต้องการแบตเตอรี่ที่มีปัจจัยรูปแบบที่ยืดหยุ่น - แพชตถูกกระบอกสูบหรือรูปร่างที่กำหนดเอง แบตเตอรี่โซลิดสเตตโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีอิเล็กโทรไลต์เซรามิกมักจะแข็งและยากที่จะปั้นเป็นขนาดที่ไม่ได้มาตรฐาน พอลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์ให้ความยืดหยุ่นมากขึ้น แต่การเสียสละค่าการนำไฟฟ้าทำให้พวกเขาไม่เหมาะสมสำหรับโดรนพลังสูง

6. ความน่าเชื่อถือเป็นภารกิจสำคัญ

แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ผ่านการทดสอบแล้วอาจบรรลุเวลาบิน 90 นาทีในสภาวะควบคุม แต่ในการใช้งานจริง-ด้วยการต้านทานลมการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักบรรทุกหรือการแกว่งอุณหภูมิ-เวลาบินจริงอาจลดลง 20-30% ความคาดเดาไม่ได้นี้ทำให้อุตสาหกรรมเช่นโลจิสติกส์หรือบริการฉุกเฉินลังเลที่จะนำ SSB

สรุป: ความคืบหน้า แต่ไม่ใช่ความสมบูรณ์แบบ

แบตเตอรี่โซลิดสเตตถือเป็นสัญญาอันยิ่งใหญ่สำหรับโดรน แต่ข้อ จำกัด ในปัจจุบันของพวกเขา-ต้นทุน, วัฏจักรชีวิตความเปราะบางและความท้าทายในการรวม-ป้องกันไม่ให้พวกเขาแทนที่แบตเตอรี่ Li-ion ในชั่วข้ามคืน อุปสรรคเหล่านี้สามารถเอาชนะได้: ความก้าวหน้าทางเคมีอิเล็กโทรไลต์ (เช่นอิเล็กโทรไลต์เซรามิก-โพลีเมอร์ไฮบริด) การผลิตที่ปรับขนาดได้และการออกแบบที่ทนต่อ dendrite กำลังแก้ไขปัญหาสำคัญอยู่แล้ว

สำหรับตอนนี้ ของแข็ง-รัฐเหมาะที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันเสียงพึมพำเฉพาะที่จุดแข็งของพวกเขา (ความปลอดภัยความหนาแน่นของพลังงานสูง) มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าค่าใช้จ่ายของพวกเขา-เช่น UAVS ทหารหรือการตรวจสอบอุตสาหกรรมระดับสูง อย่างไรก็ตามเมื่อเทคโนโลยีครบกำหนดเราสามารถคาดหวังว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะค่อยๆ (เจาะ) ตลาดโดรนปลดล็อคความเป็นไปได้ใหม่สำหรับเวลาบินและความคล่องตัว ก่อนหน้านั้น Li-ion ยังคงเป็นทางเลือกในทางปฏิบัติสำหรับผู้ให้บริการเสียงพึมพำส่วนใหญ่

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่สถานะโซลิดสเตตความหนาแน่นพลังงานสูงและโซลูชั่นการจัดเก็บพลังงานประสิทธิภาพสูงของเราโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราที่coco@zyepower.com- ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยคุณค้นหาโซลูชันแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการของคุณ