A szilárdtest akkumulátorok grafitot használnak?

A szilárdtest-akkumulátorok grafitot használnak?

A válasz attól függ – és ez számítUAV teljesítmény

A legtöbb ember, aki felteszi ezt a kérdést, megpróbálja megérteni, mi van valójában egy szilárdtest-akkumulátorban, szemben a hagyományos akkumulátorral. Érdemes tudni, különösen akkor, ha a beszerzési döntéseket olyan teljesítményre vonatkozó állítások alapján hozza meg, amelyek az energiasűrűségre, a ciklus élettartamára vagy a töltési képességre vonatkoznak.

A közvetlen válasz: néhányszilárdtest akkumulátorokgrafit anódokat használnak, és vannak, akik nem. Az, hogy melyik típust vizsgálja, jelentősen befolyásolja a várható teljesítményelőnyöket – és a különbség megértése segít átvágni a marketingnyelven, amely gyakran elfedi azt, amit valójában vásárol.

Miért fontos a grafit a hagyományos lítium akkumulátorokban?

A szabványos lítium-polimer és lítium-ion akkumulátorokban a grafit az alapértelmezett anódanyag. A lítium-ionok a töltés során beépülnek a grafitszerkezetbe – lényegében a szénatomok rétegei között csúsznak –, majd kisütés közben visszaszabadulnak. A grafit bőséges, viszonylag olcsó, jól jellemzett, és 30 éve az ipari szabvány anódanyaga.

A grafit korlátja az energiatároló mennyezet. Minden grafit egység csak meghatározott számú lítium iont képes befogadni a kristályszerkezete alapján. Ez a határérték felső határt szab a grafit anódokat használó akkumulátorok energiasűrűségének – nagyjából 200-260 Wh/kg a jelenleg gyártás alatt álló minőségi lítium-polimer akkumulátorok esetében.

Első generációs szilárdtest: még mindig jelen vannak a grafit anódok

Az első kereskedelmileg életképesszilárdtest akkumulátorok– beleértve számos jelenleg elérhető szilárdtest UAV-akkumulátort – tartsa meg a grafit anódokat, és csak az elektrolitot cserélje ki. A folyékony szerves elektrolitot szilárd anyagra cserélik, de az elektróda felépítése felismerhető marad.

Ez a megközelítés praktikus, mert lehetővé teszi a gyártók számára, hogy a meglévő elektródagyártási folyamatokat adaptálják, ahelyett, hogy teljesen újakat dolgoznának ki. A szilárd elektrolit továbbra is jelentős biztonság- és ciklus-élettartam-javítást biztosít a folyékony elektrolit egyenértékeihez képest – eltávolítja a gyúlékony folyékony elektrolitból eredő hőkifutási kockázatot, és csökkenti a SEI képződését, amely idővel lebontja a LiPo cellák grafit anódjait.

Amit ez a kialakítás nem biztosít, az a szilárdtest-technológiához kapcsolódó maximális energiasűrűség-előny. A grafit anódokkal az energiatároló mennyezet hasonló a hagyományos lítium-ion akkumulátorokhoz. A csomagszintű energiasűrűség-javulás elsősorban az elektrolittömeg csökkentésének és a szűkebb csomagolásnak köszönhető, nem pedig az alapvetően nagyobb anódkapacitásnak.

Következő generációs szilárdtest: lítium fém anódok grafit nélkül

A szilárdtest-akkumulátor-technológia változata, amely az ipari híradásokban megjelenő energiasűrűség-számokat adja, a grafitot teljes egészében lítium-fém anódokra cseréli.

A lítiumfém körülbelül 10-szer több energiát tárol grammonként, mint a grafit. A grafit anód helyett lítium-fém anóddal ellátott akkumulátor elméletileg drámaian nagyobb energiasűrűséget érhet el – innen származik a fejlett szilárdtest akkumulátorok 350-400+ Wh/kg értéke.

A szilárd elektrolit elengedhetetlen ehhez a kialakításhoz. A folyékony elektrolit akkumulátorokban a lítium-fém anódok dendritképződményeket hoznak létre – fémszálakat, amelyek végül rövidzárlatot okoznak. A szilárd elektrolitok olyan fizikai gátat képeznek, amely elnyomja a dendrit behatolását, így a lítium-fém anódok olyan módon életképesek, ahogyan nem a hagyományos lítium-polimer cellákban.

Ez az az architektúra, amely a szilárdtest-akkumulátorokhoz kapcsolódó energiasűrűség-előnyt és biztonsági profiljavítást is biztosítja a legerősebb kategóriájukban.

Mit jelent ez az UAV szilárdtest-akkumulátorok értékelésekor?

Amikor egy gyártó "szilárdtest-akkumulátorként" írja le termékét, a grafit kérdést érdemes konkrétan feltenni:

Ez az akkumulátor grafit anódot vagy lítium fémanódot használ?

A grafit anód szilárdtest akkumulátor nagyobb biztonságot és élettartamot biztosít a LiPo-hoz képest – jelentős előnyök –, de nem a technológia által elérhető maximális energiasűrűség-növekedést. A lítium-fém-anód szilárdtest akkumulátor teljes energiasűrűség-előnyt biztosít a biztonsági fejlesztések mellett.

Azoknál az UAV-kezelőknél, akiknél az állóképesség az elsődleges korlát, ez a különbségtétel határozza meg, hogy a szilárdtest-frissítés valóban jelentősen meghosszabbítja-e a repülési időt, vagy elsősorban a biztonságot és a hosszú élettartamot javítja az energiaegyenlet megváltoztatása nélkül.

A ZYEBATTERY szilárdtestalapú UAV-akkumulátor-architektúrája

ZYEBATTERYszilárdtest lítium-ion UAV-akkumulátorokat fejleszt dokumentált anódarchitektúrával – mert a beszállítók energiasűrűség-állításait összehasonlító üzemeltetők számára annak ismerete, hogy ezek az állítások grafiton vagy lítium-fém anódon alapulnak, hozzátartozik annak megértéséhez, hogy valójában mit vásárol.

A grafitkérdésre minden szilárdtest akkumulátorra konkrét válasz van. A vásárlás előtt győződjön meg róla, hogy megvan.