Қатты күйдегі батареялар нашарлайды ма?

Қатты күйдегі батареялар нашарлайды ма? Иә — Бірақ сіз күткеннен басқаша

Әрбір батарея тозып кетеді. Сізге батареяны сатпайтын кез келген адам сізге батареяны сатпайды - олар сізге оқиғаны сатады. ҰАО операторлары үшін нақты сұрақ бұл емесқатты күйдегі батареяларнашарлайды, бірақ олардың қалай ыдырайтыны, қаншалықты жылдам және бұл тозу үлгісі коммерциялық операциялар үшін литий полимер қаптамаларына үйренгеннен жақсырақ немесе нашар.

Барлық 3 жауаптар қарапайым иә немесе жоқ дегеннен гөрі пайдалырақ.

Кәдімгі LiPo батареялары қалай нашарлайды

Қатты күйдің тозуы неге әртүрлі екенін түсіну үшін LiPo батареясының қызмет ету мерзімін шектейтін негізгі механизмдерді білуге ​​​​көмектеседі.

Электролиттердің тотығуы көптеген LiPo жасушаларында ұзақ мерзімді деградацияның басым жолы болып табылады. Сұйық органикалық электролит қайталанатын заряд-разряд циклдері арқылы электрод беттерімен баяу әрекеттеседі, қатты электролит интерфазасы (SEI) деп аталатын қабат түзеді. Бұл қабат бірте-бірте ішкі қарсылықты арттырады және бұдан былай энергияны сақтауға қатыса алмайтын литийді тұтынады - цикл бойынша қуат циклін азайтады.

Литиймен қаптау жылдам зарядтау немесе төмен температурада зарядтау кезінде, литий иондары графиттік анодқа сіңірілетіннен жылдамырақ жеткенде орын алады. Анодтың бетінде металл литий шөгінділері, сыйымдылықты азайтады және уақыт өте келе ішкі қысқа тұйықталу қаупін арттырады.

Катодтың құрылымдық шаршауы цикл кезінде электрод материалдарының қайталанатын кеңеюі мен жиырылуы катод бөлшектерінде микроскопиялық крекинг туғызатындықтан орын алады - ион алмасу үшін қол жетімді бет аймағын азайтады және сыйымдылықты біртіндеп шектейді.

Осы 3 механизмнің барлығы біріктіріледі. 400 циклден тұратын LiPo бумасы тек ескі емес, ол бір уақытта барлық 3 жолдан жинақталған зақым.

ҚалайҚатты күйдегі батареяларБасқаша төмендетіңіз

Сұйық электролиттің жойылуы қандай ыдырау механизмдерінің белсенді екенін және олардың қаншалықты жылдам жүретінін өзгертеді.

Электролиттердің тотығуы күрт төмендейді. Қатты электролиттер электрод беттерімен сұйық электролиттер сияқты әрекеттеспейді. LiPo жасушаларында литий сыйымдылығын тұтынатын SEI түзілуі қатты күйдегі жасушаларда түзілмейді немесе әлдеқайда баяу қалыптасады. Бұл қатты күйдегі батареялардың көбірек циклдар бойына жақсырақ сыйымдылықты сақтауының негізгі себебі - олар SEI өсуіне литийді бірдей жылдамдықпен жоғалтпайды.

Литиймен қаптау динамикасы өзгереді. Қалыпты жұмыстың бір бөлігі ретінде литий металл анодтары, литий пластиналары мен жолақтары пайдаланатын қатты күйдегі жасушаларда. Қатты электролит сұйық электролиттер жасай алмайтын дендриттің енуіне қарсы физикалық кедергіні қамтамасыз етеді — бұл теориялық тұрғыдан LiPo зарядының жылдамдығын шектейтін жабуға байланысты деградация қаупінсіз жылдамырақ зарядтауға мүмкіндік береді.

Деградацияның жаңа механизмі пайда болады: интерфейстің деламинациясы. Бұл қатты дене химиясына тән міндет. Цикл кезінде электродтар кеңейіп, жиырылғандықтан, қатты электролит сұйық электролит сияқты байланыста болу үшін ағып кетпейді. Электрод пен электролит беттері арасында микроскопиялық саңылаулар пайда болуы мүмкін - кедергіні арттырады және ион тасымалдау тиімділігін төмендетеді. Ағымдағы буындағы қатты күйдегі UAV батареяларында бұл интерфейсті басқару циклдің қызмет ету мерзіміне әсер ететін негізгі инженерлік мәселелердің бірі болып табылады.

Тәжірибедегі UAV операторлары үшін бұл нені білдіреді

Бұл әртүрлі деградация механизмдерінің таза әсері:коммерциялық UAV қолданбаларындағы қатты күйдегі батареяларәдетте балама LiPo бумаларына қарағанда бір циклде сыйымдылықтың баяу өшетінін көрсетеді — салыстырмалы шарттарда LiPo үшін 300-ден 500-ге қарсы 80% сыйымдылықты сақтау кезінде 600-900 цикл.

Бірақ деградация көрінбейтін немесе нөлге тең емес. Қатты күйдегі бумалар уақыт өте келе сыйымдылығын жоғалтады. Жылдамдық баяу, механизмдер әртүрлі және қызмет ету мерзімінің аяқталу тәртібі әдетте болжамдырақ - бірақ ауыстыру кестелерін жоспарлайтын операторлар қатты күйдегі бумалардың мәңгі жұмыс істейтінін болжаудың орнына әлі де деградацияны есепке алуы керек.

Қатты күйдегі батареялардың болжауға болатын тозу қисығы шын мәнінде флотты басқару үшін пайдалы. Қатты күйдегі ұяшықтардағы сыйымдылықтың төмендеуі әдетте жинақталған SEI зақымдануы шекті мәнге жеткенде қартаюы LiPo бумаларының кенеттен төмендеуіне көбірек бейім және азырақ болады. Бұл сызықтық ауыстыру уақытын жоспарлауды жеңілдетеді.

ZYEBATTERY тозу құжаттамасы

ZYEBATTERYқатты күйдегі литий-иондық және жоғары өнімді литий-полимерлі UAV батареялары үшін циклдің қызмет ету мерзімі мен сыйымдылығын сақтау деректерін қамтамасыз етеді, бұл тек зертханалық идеалдар емес, нақты жұмыс жағдайын сынауға негізделген. Ауыстыру бюджеттері мен флотты басқару кестелерін құрастыратын операторлар үшін нақты деградация қисығын білу бастапқы өнімділікті білу сияқты маңызды.

Қатты күйдегі батареялар нашарлайды. Олар мұны тек баяуырақ, болжамды түрде жасайды және көптеген операторлар ауыстыруға үйренген LiPo бумаларына қарағанда әртүрлі себептермен жасайды.