بطاريات الحالة الصلبة بدون طيار لرحلات الطقس البارد

لقد كان الطقس البارد القاسي دائمًا يمثل تحديًا خطيرًا لأداء وموثوقية المركبات الجوية بدون طيار. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى تقليل النشاط الكيميائي للبطاريات التقليدية بشكل كبير، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في عمر البطارية، وانخفاض الجهد، وحتى انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ، مما يعرض مهام الطيران الحرجة للخطر. بطاريات الحالة شبه الصلبة - تقدم لنا حلاً جديدًا للتغلب على البرد القارس.

لماذا تعتبر درجات الحرارة المنخفضة "العدو اللدود" لبطاريات الطائرات بدون طيار التقليدية؟

مأزق بطاريات الليثيوم بوليمر التقليدية (LiPo) عند درجات الحرارة المنخفضة:

يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المنخفضة بشكل كبير على أداء بطاريات الطائرات بدون طيار، مما يؤدي إلى تقصير أوقات الطيران وربما التأثير على مهمتك.

تصلب الإلكتروليت: عند درجات الحرارة المنخفضة، يصبح الإلكتروليت السائل الموجود داخل البطارية لزجًا أو حتى يتصلب جزئيًا، مما يعيق بشكل كبير سرعة حركة أيونات الليثيوم.

زيادة حادة في المقاومة الداخلية: إعاقة حركة الأيونات تؤدي بشكل مباشر إلى زيادة المقاومة الداخلية للبطارية. للحفاظ على الطيران، سينخفض ​​جهد البطارية بشكل حاد (ترهل الجهد)، مما يؤدي إلى تشغيل آلية حماية البطارية المنخفضة للطائرة بدون طيار وإجبار الطائرة على الهبوط مبكرًا.

تدهور شديد في القدرة: في بيئة تبلغ درجة الحرارة 0 درجة مئوية، قد تنخفض السعة المتاحة لبطاريات LiPo التقليدية بنسبة 30% إلى 50%. وفي درجات الحرارة المنخفضة للغاية، يكون فقدان الأداء أكثر إثارة للدهشة.

خطر الشحن: قد يؤدي شحن البطاريات في درجات حرارة منخفضة إلى تسرب معدن الليثيوم، مما قد يؤدي إلى تلف البطارية بشكل دائم ويشكل خطر حدوث ماس كهربائي ونشوب حريق.

بطاريات الحالة الصلبةتشبه عملية عمل بطاريات الحالة الصلبة من الناحية المجهرية عملية بطاريات الليثيوم بوليمر، ولا تزال تتضمن هجرة أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة. ومع ذلك، فإن أساليب التنفيذ على المستوى الجزئي تحدث عالمًا من الاختلاف.

بطاريات الحالة الصلبةينتقلون من المختبر إلى واجهة التطبيقات. إذن، كيف تعمل هذه التكنولوجيا المرتقبة؟ كيف ستغير مستقبل الطائرات بدون طيار؟

خطر الشحن: قد يؤدي شحن البطاريات في درجات حرارة منخفضة إلى تسرب معدن الليثيوم، مما قد يؤدي إلى تلف البطارية بشكل دائم ويشكل خطر حدوث ماس كهربائي ونشوب حريق.

الإلكتروليتات الصلبة: عادة ما تكون مصنوعة من مواد صلبة خاصة مثل السيراميك أو الكبريتيدات أو البوليمرات. تتمتع هذه المواد بموصلية أيونية عالية للغاية، مما يسمح لأيونات الليثيوم بالمرور بسرعة مع عزل الإلكترونات أيضًا، وتجمع بشكل مثالي بين الوظيفتين الرئيسيتين للتوصيل والعزل.

عملية العمل

عندما يتم شحن البطارية أو تفريغها، تتحرك أيونات الليثيوم (Li⁺) ذهابًا وإيابًا بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة تحت تأثير المجال الكهربائي من خلال المنحل بالكهرباء الصلب، والذي يعمل بمثابة "جسر" صلب. تتدفق الإلكترونات (e⁻) عبر الدائرة الخارجية، وبالتالي تشكل تيارًا كهربائيًا لتشغيل المركبة الجوية بدون طيار.

أحد التحديات الرئيسية في تصميم بطارية الحالة الصلبة، بغض النظر عن نوع المنحل بالكهرباء الصلب المستخدم، هو تحسين الواجهة بين المنحل بالكهرباء والقطب الكهربائي. على عكس الإلكتروليتات السائلة التي يسهل التصاقها بأسطح الأقطاب الكهربائية، يجب تصميم الإلكتروليتات الصلبة بعناية لضمان الاتصال الجيد ونقل الأيونات بكفاءة.

لقد ركزت ZYEBATTERY دائمًا على تقنيات الطاقة المتطورة. نحن نتابع عن كثب تطور تقنيات الجيل التالي مثل بطاريات الحالة الصلبة ونلتزم بتزويد السوق بحلول طاقة الطائرات بدون طيار أكثر أمانًا وقوة في المستقبل، مما يساعد عملائنا على الطيران أعلى وأبعد وأكثر أمانًا.