Baterai Solid-State: Game-Changer yang Mendukung Drone Generasi Berikutnya

jika Anda pernah mengunjungi lahan pertanian di Midwest, Anda mungkin pernah melihat drone meluncur di atas ladang jagung, menyemprotkan pupuk dengan sangat akurat. Momen-momen ini bukan sekadar demo teknologi yang keren; ini adalah tanda-tanda betapa drone sudah menjadi hal yang sangat diperlukan dalam bidang pengiriman, pertanian, pertahanan, dan pekerjaan lingkungan. Namun ada satu hal yang kami dengar tanpa henti dari klien kami: baterai menghambatnya.

Mari kita uraikan. Saat ini, hampir setiap drone komersial menggunakan baterai lithium-ion. Tentu saja, baterai tersebut menjadi lebih baik selama bertahun-tahun—kita telah melihat waktu penerbangan bertambah dari 20 menit menjadi 60 menit untuk beberapa model, dan pengisian daya yang lebih cepat telah mengurangi waktu henti. Namun bicaralah dengan operator drone mana pun, dan mereka akan memberi tahu Anda rasa frustrasi yang sama: Drone pengirim barang mungkin harus kembali di tengah perjalanan karena baterainya cepat habis. Seorang petani di Dakota Utara tidak dapat menggunakan drone pemantau tanaman mereka pada bulan Januari karena cuaca dingin mematikan muatan lithium-ion. Sebuah tim keamanan yang mengerahkan drone di dekat pembangkit listrik khawatir akan kebakaran baterai—elektrolit cair li-ion yang mudah terbakar merupakan risiko nyata di area sensitif. Ini bukanlah masalah kecil; itu adalah batasan yang menghentikan drone untuk mencapai potensi maksimalnya.

Di situlahbaterai solid-statemasuk—dan sejujurnya, itu bukan sekadar peningkatan. Mereka memikirkan ulang secara menyeluruh cara kita memberdayakan drone. Perbedaannya sederhana namun besar: alih-alih menggunakan elektrolit cair pada baterai lithium-ion, baterai solid-state menggunakan bahan padat (misalnya keramik atau komposit polimer). Dari apa yang telah kami lihat dalam pengujian dengan produsen dan klien, perubahan kecil ini memperbaiki hampir semua masalah yang ditimbulkan oleh lithium-ion.

Mari kita mulai dengan hal besar: waktu dan jangkauan penerbangan. Kuartal lalu, kami bekerja sama dengan perusahaan pengiriman drone di California untuk menguji baterai solid-state. Pengaturan lithium-ion lama mereka memungkinkan drone mereka terbang sejauh 15 mil pulang pergi, membawa paket seberat 3 pon. Dengan yang barubaterai solid-state? Mereka menempuh jarak 28 mil pulang pergi—dan dapat membawa beban tambahan 1,5 pon. Untuk operasi mereka, itu berarti mencakup dua lingkungan lagi per drone per hari, tidak diperlukan penerbangan tambahan. Untuk klien pengawasan yang bekerja di patroli perbatasan, hal ini berarti drone tetap mengudara selama 2,5 jam, bukan 1 jam—cukup untuk memantau jarak 40 mil tanpa kembali ke pangkalan. Ini bukanlah perbaikan bertahap; itu adalah perubahan total dalam apa yang dapat dicapai oleh tim mereka.

Keselamatan adalah hal lain yang tidak dapat dinegosiasikan, terutama bagi drone yang terbang di atas kota atau di dekat infrastruktur penting. Kami melakukan pengujian internal kecil-kecilan pada awal tahun ini untuk membuktikan hal ini: kami memaparkan baterai litium-ion dan baterai solid-state pada kondisi yang sama—panas 60°C, benturan kecil (meniru tabrakan kecil). Baterai lithium-ion membengkak dan mengeluarkan cairan dalam waktu 30 menit. Yang solid-state? Bahkan tidak menjadi hangat. Seorang klien yang menjalankan keamanan drone untuk bandara mengatakan kepada kami bahwa hal ini merupakan sebuah terobosan—mereka pernah melarang penggunaan drone sebelumnya karena ketakutan akan panas berlebih pada li-ion, namun solid-state menghilangkan risiko tersebut sepenuhnya.

Lalu ada faktor biaya—sesuatu yang menjadi perhatian setiap bisnis. Seorang klien pertanian di Iowa menghitung bahwa mereka mengganti baterai drone lithium-ion setiap 8 bulan, dengan biaya sekitar \(1.800 per tahun per drone. Baterai solid-state? Pabrikan memperkirakan baterai tersebut akan bertahan selama 3 tahun. Coba hitung: hal ini akan mengurangi biaya baterai tahunan mereka menjadi \)600. Dan waktu pengisian daya? Baterai li-ion lama memerlukan waktu 1,5 jam untuk terisi penuh; yang solid-state mencapai 80% dalam 40 menit. Selama musim tanam, ketika mereka menjalankan drone dari fajar hingga senja, waktu tambahan tersebut menambah hingga 2 siklus penerbangan lagi dalam sehari—mencakup 50 hektar lebih jagung.

Kami juga tidak bisa mengabaikan kondisi ekstrem—sesuatu yang selalu diutarakan oleh klien lingkungan kami. Bulan lalu, kami membantu tim peneliti mengerahkan drone di Alaska untuk melacak populasi rubah Arktik. Suhu di sana turun hingga -30°C, dan baterai lithium-ion akan mati dalam waktu 45 menit. Dengan baterai solid-state? Drone tersebut terbang selama 2 jam berturut-turut, mengirimkan rekaman yang jelas tentang sarang rubah. Hal yang sama berlaku untuk pekerjaan di gurun: seorang klien di Arizona menggunakan drone untuk memantau kebakaran hutan, dan dalam suhu 100°F, baterai li-ion mereka akan kehilangan 30% dayanya dalam 10 menit. Keadaan padat? Mereka tetap stabil—bahkan setelah berjam-jam terkena sinar matahari.

Keberlanjutan adalah kemenangan lain yang tidak kami anggap remeh. Semakin banyak klien kami yang bertanya tentang tujuan ESG, dan baterai solid-state menjadi salah satu kriteria utama di sini. Baterai ini menggunakan kobalt 70% lebih sedikit dibandingkan baterai lithium-ion—penambangan kobalt terkenal berbahaya bagi lingkungan dan masyarakat lokal. Selain itu, tim keberlanjutan kami menghitung angka-angkanya: total jejak karbon baterai solid-state (mulai dari produksi hingga pembuangan) 45% lebih rendah dibandingkan li-ion. Bagi perusahaan pengiriman yang ingin menjadi netral karbon pada tahun 2030, hal ini merupakan sebuah langkah maju yang besar.