Ar itin ploni aliuminio folijos sprendimai galėtų išspręsti dronų kietojo kūno baterijų energijos tankio problemas? 

Kietojo kūno akumuliatoriai (SSB) yra kitas komercinės dronų aviacijos šuolis, žadantis didesnį energijos tankį, greitesnį įkrovimą ir veikimo saugumą, palyginti su skystais ličio jonų paketais. Tačiau kietųjų elektrolitų naudojimas padidina savo svorį elementų lygyje, todėl ankstyvosios kietojo kūno baterijos negali pasiekti viso skrydžio ištvermės potencialo.

Naudojant Itin plonos, didelio tempimo aliuminio folijos ( 6 μm – 12 μm ) , kaip katodinės srovės rinktuvai ir lankstūs laminuotų maišelių gaubtai, sumažina neaktyvių elementų masę, todėl drono kietojo kūno baterijų blokai gali maksimaliai padidinti gravimetrinės energijos tankį ( Wh/kg ).

Neaktyvios masinės baudos naujos kartos kietojo kūno ląstelėse

Nors kietojo kūno chemija siūlo teorinį energijos tankį, viršijantį 400–500 ext{ Wh/kg} $ , kieta neorganinė keramika arba polimeriniai elektrolitai prideda masės, palyginti su plonais skysčių separatoriais.

Masės pasiskirstymas didelės energijos kietojo kūno elemente: ┌─────────────────────────── ──────────────────────────── │ Aktyvaus katodo ir anodo medžiagos (~60-65%) ├─────────────────────────── ───────────────────────────── │ Kietojo kūno elektrolitas (~15-20%) ├─────────────────────────── ───────────────────────────── │ Srovės kolektoriai ir gaubtai (neaktyvūs) (~15–20 %) │ <-- Masinio mažinimo tikslas └─────────────────────────── ────────────────────────────

Kiekvienas mikrometras, nuimtas nuo neaktyvių komponentų, tokių kaip katodo folijos substratai ir sunkios standžios baterijos korpuso sienos, padidina bendrą energijos tankį, nekeičiant aktyviosios chemijos.

Kietojo kūno srutų dangos pagrindo stiprumo reikalavimai

Pereinant prie plonesnės aliuminio folijos kyla mechaninio apdorojimo iššūkių gaminant dideliu greičiu ritininį ritinį:

Dangos deformacija: kietojo kūno keraminių suspensijų klampumas ir masės tankis yra didesnis nei įprastų skystų akumuliatorių suspensijų, todėl substratas yra labiau apkraunamas mechaniniu būdu.

Juostos plyšimo prevencija: Mažesnėms nei 10 μm folijoms reikalingas didelis tempiamasis stipris (≥ 200 MPa) ir vienodas pailgėjimas (≥ 1,5 %), kad džiovinant ir kalandruojant juosta neplyštų įtempta.

Techninių specifikacijų matrica: itin plonos folijos ir gaubtų sprendimai

Žemiau esančioje lentelėje pateikiami itin plonų aliuminio folijų ir kompozitinių maišelių, skirtų dronų kietojo kūno baterijoms, techniniai parametrai:

Bepiločių orlaivių skrydžio patvarumo ir akumuliatoriaus saugos našumo pranašumai

DUK

1 klausimas: ar itin plona aliuminio folija ( 6 μm – 8 μm ) gali apdoroti aukštos įtampos baterijų dengimo linijas?

A: Taip. Naudojant didelio tempimo lydinius (pvz., 8079-H18), tempiamasis stipris išlaikomas didesnis nei 200 MPa , todėl juostą galima tvarkyti dideliu greičiu be plyšimo.

2 klausimas: kaip anglimi dengta aliuminio folija pagerina kietojo kūno akumuliatoriaus veikimą?

A: Anglies sluoksnis užpildo mikroskopines aliuminio folijos paviršiaus tuštumas, sumažindamas sąsajos varžą ir pagerindamas elektrinį kontaktą su kieto elektrolito-katodo mišiniais.

3 klausimas: kodėl bepiločių orlaivių akumuliatoriams pirmenybė teikiama lankstiems aliuminio maišelių korpusams, o ne standiems metaliniams dėklams?

A: Lankstūs aliuminio laminato maišeliai sveria daug mažiau nei plieninės arba aliuminio skardinės, todėl sumažėja neaktyvioji masė ir užtikrinamas hermetiškas, drėgmei atsparus barjeras nuo atmosferos skilimo.

4 klausimas: ar itin plona aliuminio folija saugojimo metu kenčia nuo skylutės oksidacijos?

A: Kokybiškos baterijų kokybės folijos gaminamos švarioje patalpoje ir uždaromos vakuuminėje pakuotėje su sausikliais, kad būtų pašalinta paviršiaus oksidacija ir skylučių korozija prieš dengiant.

5 klausimas: kaip folijos storio sumažinimas įtakoja bendrą drono skrydžio laiką?

A: Sumažinus srovės kolektoriaus ir gaubto masę 30–50 %,  pakuotės energijos tankis padidėja 3–5 % , o tai tiesiogiai pailgina drono skrydžio laiką keliomis minutėmis per vieną akumuliatoriaus įkrovimą.

Išvada

Integruojantis Itin ploni aliuminio folijos pagrindai ir lankstūs laminato maišelių korpusai leidžia bepiločių orlaivių kietojo kūno akumuliatorių inžinieriams sumažinti savo svorį, išlaikant konstrukcijos vientisumą.

Norėdami optimizuoti akumuliatoriaus dizaino medžiagų pasirinkimą:

Pasirinkite substratus pagal dengimo greitį: nurodykite 6 µm – 8 µm 1235/8079-H18 foliją , skirtą aukštos įtampos ritininio ritinio srutoms, kurioms reikalingas ≥ 200 MPa tempiamasis stipris.

Įdėkite anglies dangas, kad užtikrintumėte sąsajos stabilumą: įpareigoti 1 µm dvipusę anglies dangą, kad būtų sumažintas kietojo kūno elementų krūvų vidinis atsparumas.

Tiksliosios folijos gamintojų partneris: dirbkite su žinomais tiekėjais, pvz. , Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd., kad apsaugotumėte aliuminio folijos medžiagas be skylučių, paruoštas naudoti baterijas.