Bagaimana cara kerja baterai lithium solid-state drone?

Meskipun baterai lithium polimer (LIPO) tradisional telah menjadi arus utama, kemacetan kepadatan keamanan dan energi menjadi semakin menonjol. Tidak seperti baterai lithium-ion tradisional yang mengandalkan elektrolit cair, baterai solid-state mengadopsi pendekatan yang sama sekali berbeda. Desain inovatif ini diharapkan menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi, keamanan yang lebih besar dan masa pakai yang lebih lama.

Baterai solid-state bergerak dari laboratorium ke garis depan aplikasi. Jadi, bagaimana tepatnya teknologi ini sangat dinanti -nantikan? Bagaimana cara mengubah masa depan drone?

Proses kerja baterai solid-state secara makroskopis mirip dengan baterai lithium-polimer, masih melibatkan migrasi ion lithium antara elektroda positif dan negatif. Namun, metode implementasi di tingkat mikro membawa dunia perbedaan.

Elektrolit padat: mereka biasanya terbuat dari bahan padat khusus seperti keramik, sulfida atau polimer. Bahan -bahan ini memiliki konduktivitas ionik yang sangat tinggi, memungkinkan ion lithium untuk melewati dengan cepat sementara juga mengisolasi elektron, dengan sempurna menggabungkan dua fungsi utama konduksi dan isolasi.

Elektroda berkapasitas tinggi

Anoda Inovasi: Salah satu potensi paling menarik dari baterai solid-state adalah kemampuan untuk secara langsung menggunakan logam lithium sebagai anoda. Ini karena elektrolit padat dapat secara efektif menghambat pertumbuhan lithium dendrit, dan penetrasi dendrit melalui pemisah adalah penyebab utama sirkuit pendek dan kebakaran dalam baterai cair.

Peningkatan elektroda positif: Dengan menggabungkan bahan elektroda positif bertegangan tinggi dan berkapasitas tinggi (seperti terner tinggi terner, elektroda positif berbasis lithium-kaya lithium atau bahkan sulfur positif), potensi energi dari seluruh sistem baterai dapat sepenuhnya dieksploitasi.

Proses kerja

Ketika baterai diisi atau dikeluarkan, ion lithium (Li⁺) bergerak bolak -balik antara elektroda positif dan negatif di bawah pengaruh medan listrik melalui elektrolit padat, yang berfungsi sebagai "jembatan" padat. Elektron (E⁻) mengalir melalui sirkuit eksternal, sehingga membentuk arus listrik untuk memberi daya pada kendaraan udara tak berawak.

Dalam desain baterai solid-state, apa yang bisa menggantikan elektrolit cair?

Dalam baterai lithium-ion tradisional, elektrolit cair berfungsi sebagai media untuk perambatan ion antara anoda dan katoda selama siklus pengisian dan pelepasan. Namun, desain baterai solid-state menggantikan cairan ini dengan bahan padat yang melakukan fungsi yang sama. Elektrolit padat ini dapat dibuat dari berbagai bahan, termasuk keramik, polimer atau sulfida.

Pemilihan bahan elektrolit padat sangat penting karena secara langsung mempengaruhi kinerja, keamanan dan manufakturasi baterai.

Elektrolit polimer terbuat dari bahan organik dan memiliki serangkaian keunggulan yang berbeda:

1. Fleksibilitas: Mereka dapat beradaptasi dengan perubahan volume elektroda selama proses bersepeda.

2. Mudah diproduksi: Elektrolit polimer dapat diproses menggunakan metode yang lebih sederhana dan lebih hemat biaya.

3. Antarmuka Peningkatan: Mereka biasanya membentuk antarmuka yang lebih baik dengan elektroda, sehingga mengurangi resistensi.

Salah satu tantangan utama dalam desain baterai solid-state, terlepas dari jenis elektrolit padat yang digunakan, adalah untuk mengoptimalkan antarmuka antara elektrolit dan elektroda. Tidak seperti elektrolit cair yang mudah dipatuhi permukaan elektroda, elektrolit padat perlu dirancang dengan hati -hati untuk memastikan kontak yang baik dan transfer ion yang efisien.

Para peneliti sedang mengeksplorasi berbagai strategi untuk meningkatkan antarmuka ini, termasuk:

1. Lapisan Permukaan: Oleskan lapisan tipis pada elektroda atau elektrolit untuk meningkatkan kompatibilitas dan transfer ion.

2. Antarmuka NanoStructured: Buat fitur nano di antarmuka untuk meningkatkan luas permukaan dan meningkatkan pertukaran ion.

3. Majelis Bantuan Tekanan: Tekanan terkontrol digunakan selama proses perakitan baterai untuk memastikan kontak yang baik antar komponen.

Kesimpulan:

Prinsip kerja baterai solid-state bukan hanya pengganti bahan yang sederhana, tetapi lebih merupakan revolusi paradigma yang bergeser dari migrasi ion cair ke konduksi ion solid-state. Ini memberikan energi dengan lebih aman dan efisien melalui "jembatan ion solid-state" yang kokoh. Untuk drone, ini bukan hanya tentang mengganti baterai; Ini menandai awal dari era penerbangan baru.

Zyebattery selalu difokuskan pada teknologi energi mutakhir. Kami mengikuti pengembangan teknologi generasi berikutnya seperti baterai solid-state dan berkomitmen untuk menyediakan pasar dengan solusi daya drone yang lebih aman dan lebih kuat di masa depan, membantu pelanggan kami terbang lebih tinggi, lebih jauh dan lebih aman.