Melyek a félig szilárdtest akkumulátor kulcselemei?

Akár többórás repülési időt igénylő légi felméréseket végez, akár sűrű városi területeken szállít csomagokat, a megbízható akkumulátor a sikeres műveletet frusztráló késéssé változtathatja. Ez az oka annak, hogy a szilárdtest-akkumulátorok körüli zsivaj – amelyet az energiatárolás következő nagy ugrásaként hirdetnek – fokozott figyelmet fordít a dróniparra.

Amíg azonban arra várunk, hogy ez a forradalmi technológia általánossá váljon, a jelenlegi LiPo akkumulátor élettartamának és hatékonyságának optimalizálása kritikus fontosságú ahhoz, hogy működése zökkenőmentesen működjön. Nézzük meg, mik is valójában a szilárdtest-akkumulátorok, hogyan alakítják át a drónokat, és milyen jól bevált stratégiák segítségével hozhatja ki a legtöbbet meglévő akkumulátoraiból.

Mik azokSzilárdtest akkumulátorok, Egyébként?

A varázslat magával a szilárd elektrolittal kezdődik, ezeknek az akkumulátoroknak a szívében. Van néhány kulcsfontosságú típus, amely hullámokat kelt: az olyan kerámia opciók, mint az LLZO (Li7La3Zr2O12) és a LATP (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3) stabilitásuk és hatékony ionvezetési képességük miatt nagyra értékelik, míg a szulfid alapú elektrolitok, például a Li10GeP2S12 szobahőmérsékletű extra fűtésre nincs szükségük. A polimer elektrolitok, mint például a rugalmas PEO (polietilén-oxid), könnyebben formázhatók és gyárthatók, így a drónok számára a legmegfelelőbbek lehetnek.

A varázslat magával a szilárd elektrolittal kezdődik, ezeknek az akkumulátoroknak a szívében. Van néhány kulcsfontosságú típus, amely hullámokat kelt: az olyan kerámia opciók, mint az LLZO (Li7La3Zr2O12) és a LATP (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3) stabilitásuk és hatékony ionvezetési képességük miatt nagyra értékelik, míg a szulfid alapú elektrolitok, például a Li10GeP2S12 szobahőmérsékletű extra fűtésre nincs szükségük. A polimer elektrolitok, mint például a rugalmas PEO (polietilén-oxid), könnyebben formázhatók és gyárthatók, így a drónok számára a legmegfelelőbbek lehetnek.

Aztán ott vannak az anódok és a katódok, a többi kritikus komponens. Sok szilárdtest akkumulátor tiszta lítium fém anódokat használ, amelyek sokkal nagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, mint a legtöbb jelenlegi drón grafit anódjai. A szilícium anódok egy másik lehetőség, mivel több lítium-iont képesek tárolni, és a lítiumötvözetek (gondoljunk csak a lítium-indiumra vagy a lítium-alumíniumra) egyensúlyban tartják a nagy kapacitást az ismételt repülésekhez szükséges tartóssággal. A katód oldalon egyes kialakítások ragaszkodnak a bevált anyagokhoz, például a lítium-kobalt-oxidhoz (LiCoO2) vagy a nikkelben gazdag NMC-hez (lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid), de úgy vannak optimalizálva, hogy jobban működjenek szilárd elektrolitokkal. Még a kénkatódokat is tesztelik, köszönhetően az egekig terjedő elméleti kapacitásuknak, amelyek egyszer megkétszerezhetik vagy megháromszorozhatják a repülési időt.

HogyanSzilárdtest akkumulátorokMegváltoztatja a drónok működését

A drónokkal foglalkozó szakemberek számára a szilárdtest-akkumulátorok nem csupán technológiai fejlesztést jelentenek – megoldást jelentenek az iparág legnagyobb fejfájásaira. Nézzük meg a valós hatást:

Először is, a hosszabb repülési idők adottak. Nagyobb energiasűrűséggel a jelenlegi LiPo akkumulátorral megegyező méretű szilárdtest akkumulátor kétszer annyi ideig tarthat levegőben egy drónt. Képzelje el, hogy a teljes légi felmérést egy repüléssel fejezi be két helyett, vagy kiterjeszti a kutató-mentő küldetéseket, hogy több területet lefedjen rohanás nélkül. A szállító drónok esetében ez kevesebb utazást jelent a bázisra, hogy feltöltődjenek – csökkentve a költségeket és felgyorsítva a szolgáltatást.

Aztán ott van a teherbírás. A szilárdtest akkumulátorok energia-tömeg aránya jobb, így nehezebb felszerelést is szállíthat anélkül, hogy feláldozná a repülési időt. Ez olyan lehetőségeket nyit meg, mint például nagy felbontású hőkamerák hozzáadása az ipari vizsgálatokhoz, nagyobb szállítási csomagok vagy extra érzékelők a környezeti megfigyeléshez – mindezt anélkül, hogy leterhelné a drónt.

A biztonság egy másik hatalmas győzelem. A zsúfolt városok vagy érzékeny területek (például olajfinomítók vagy vadrezervátumok) felett repülő drónok nem engedhetik meg maguknak az akkumulátor meghibásodását. A szilárdtest akkumulátorok kiküszöbölik a folyadékszivárgás kockázatát, és csökkentik a tűz- és robbanásveszélyt, így a drónok több helyen biztonságosabbak. És bárki számára, aki extrém időjárási körülmények között repült – legyen szó fagyos hegyláncokról vagy perzselő sivatagokról – a szilárdtest akkumulátorok szélesebb hőmérsékleti tartományban is megtartják teljesítményüket, így nem kell aggódnia a hirtelen teljesítménycsökkenés miatt, amikor a legnagyobb szüksége van a megbízhatóságra.