Hogyan javíthatja a félig szilárd akkumulátorok az önmentés és az akkumulátor teljesítményét?

Drón alkalmazásokban, például a mezőgazdaság és a felmérés, a gyors akkumulátor önmegkisítás és a teljesítmény lebomlása már régóta jelentős fájdalompontok. Kettős áttörések révén az anyagi innováció és az intelligens menedzsment,félszilárd akkumulátorokújradefiniálják a drón energiarendszerek megbízhatósági szabványait.

Mi teszi biztonságosabbá a félszilárd elektrolitokat, mint a folyékony elektrolitok?

A félig szilárd elektrolitok az akkumulátor technológiájának fő ugrását jelentik. A hagyományos folyékony elektrolitokkal ellentétben a félig szilárd akkumulátorok olyan gélszerű anyagokat használnak, amelyek kombinálják a szilárd és folyékony elektrolitok legjobb tulajdonságait. Ez az egyedülálló kompozíció több biztonsági előnyt kínál:

1. Csökkent szivárgási kockázat: A félszilárd elektrolitok viszkózus jellege minimalizálja a szivárgás lehetőségét, ami a folyékony elektrolit akkumulátorok gyakori biztonsági veszélye.

2. Fokozott szerkezeti stabilitás: A félig szilárd elektrolitok kiváló mechanikai támogatást nyújtanak az akkumulátoron belül, csökkentve a fizikai deformáció vagy hatás által okozott belső rövidzárlatok kockázatát.

3. Javított termálkezelés: A félig szilárd szerkezet megkönnyíti az egységesebb hőeloszlást, minimalizálva a lokalizált hotpotok valószínűségét, amelyek a termikus kiszabadulást kiválthatják.

4. Megbízható láng késleltetés: A fokozott lángállóság-a tipikusan erősen gyúlékony folyékony elektrolitok esetében a félig szilárd elektrolitok szignifikánsan alacsonyabb éghetőségi mutatókat mutatnak.

A félig szilárd akkumulátorokban az önmentést befolyásoló kulcsfontosságú tényezők

1. A kompozíció kritikus szerepet játszik az önmagasztozási arányok meghatározásában. A szilárd és a folyékony komponensek közötti egyensúly befolyásolja az ionmobilitást és a mellékhatások valószínűségét.

2. A hőmérséklet jelentősen befolyásolja az összes akkumulátor típusát, beleértve a félig szilárd akkumulátorokat is. A magasabb hőmérsékletek tipikusan felgyorsítják a kémiai reakciókat és növelik az ionmobilitást, ami gyorsabb önmentéshez vezet.

3. Az akkumulátor töltési állapota (SOC) befolyásolja annak önmagasztási sebességét. A magasabb SOC-szinten tárolt akkumulátorok gyakran gyorsabb önmagukban szenvednek, mivel az oldalsó reakciók megnövekedett potenciálja.

4. Az elektrolit vagy az elektródaanyagok szennyeződései vagy szennyeződései felgyorsítják az önmagasztást. Ezek a nem kívánt anyagok katalizálhatják az oldalsó reakciókat vagy útvonalakat hozhatnak létre az ionmozgáshoz.

5. Ennek az interfésznek a stabilitása befolyásolja a védőrétegek kialakulását.

6. Az akkumulátor kerékpáros előzményei befolyásolják annak önmagában történő kiürülési tulajdonságait. Az ismételt töltés és ürítés az elektródák és az elektrolitok szerkezeti változásait okozta, ami az önmagának az idő múlásával potenciálisan megváltoztatja.

Félszilárd akkumulátorokTartsa meg több mint 80% -os kapacitást 1000-1200 ciklus után stabil SEI-filmeken és anti-dendrite-mintákon keresztül. Ez meghosszabbítja a drón akkumulátor -csereciklusokat hat hónapról két évre. A kulcs a félszilárd elektrolit nagy mechanikai szilárdságában rejlik, amely elnyomja a lítium-dendrit növekedését.

A félig szilárd akkumulátorok 5%-10%-ra csökkentik a folyékony elektrolit-tartalmat, a maradék pedig a polimer gél és a kerámia részecskék háromdimenziós hálózati keretét tartalmazza. Ez a szerkezet úgy működik, mint egy precíziós szűrő: biztosítja az ion transzportját a töltés/ürítés során folyamatos ioncsatornákon keresztül, miközben jelentősen csökkenti az iondiffúziós sebességet a pihenőidők során.

Az intelligens BMS (akkumulátorkezelő rendszer) pontos szabályozása fokozott biztonsági biztosítékot biztosít.

A Kalman szűrő-alapú adaptív akkumulátorkezelő rendszerrel felszerelt félig szilárd akkumulátor valós időben figyeli a mikroáram-változásokat, és automatikusan aktiválja az alacsony teljesítményű védelmi módot, amikor a rendellenes önmegtakarítás növekszik.

Az akkumulátor hőmérséklet-feszültség-önmagának kiürítés tulajdonságainak pontosan modellezésével a rendszer dinamikusan beállítja a kiegyensúlyozó áramkör működési állapotát, csökkentve az általános energiafogyasztást 50 μA alá a drón tárolás során. Ez továbbá 20%-30%-kal csökkenti a akkumulátor önmagasztási sebességét.

Következtetés:

A félig szilárd akkumulátor-technológia jelenlegi kutatása a fejlett elektrolit készítmények fejlesztésére összpontosít a stabilitás fokozása és az önmentés csökkentése érdekében. Ide tartozhatnak az új polimer gél elektrolitok vagy hibrid rendszerek, amelyek ötvözik a szilárd és folyékony alkatrészek előnyeit. Az elektrolit összetételének optimalizálásával az alacsonyabb önmag-ürítési sebességgel rendelkező akkumulátorok előállíthatók a teljesítmény veszélyeztetése nélkül.

Ahogy az ezen a területen végzett kutatások tovább haladnak, előre jelezzük az önmagasztozási sebesség és az akkumulátor teljes teljesítményének további javulását.