Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаас шийдэл нь дрон хатуу төлөвт батерейны аюулгүй байдлын хязгаарыг хоёр дахин нэмэгдүүлж чадах уу?
Аж үйлдвэрийн хяналтын дрон, ложистик хүргэлтийн UAV болон eVTOL платформууд эрчим хүчний нягтралыг хатуу төлөвт батерей руу хурдан шилжиж байна аас хэтрүүлэхийн тулд 350-400 Вт/кг- . Гэсэн хэдий ч өндөр хүчин чадалтай нисгэгчгүй нислэгүүд нь C-ийн өндөр цэнэг, огцом авиралт, моторын хүчтэй чичиргээнд ( 100 Гц - 1500 Гц ) тэсвэртэй байхыг шаарддаг.
Хатуу төлөвт электролит (SSE) нь шатамхай шингэн уусгагчийг орлох боловч идэвхтэй катод/анод материал ба стандарт металл гүйдлийн коллекторын хоорондох хатуу хатуу холбоо барих интерфейс нь чухал эмзэг байдал хэвээр байна. Ашиглаж байна Хэт нимгэн бүрсэн хөнгөн цагаан ба зэс тугалган цаас ( 4.5μm - 9μm субстрат 0.5μm - 1.5μm функциональ дамжуулагч бүрээстэй) үр дүнтэйгээр хоёр дахин нэмэгдүүлдэг. практик аюулгүй байдлын хязгаар, эргэлтийн хугацаа, дулааны тогтвортой байдлыг нь дроны хатуу төлөвт батерейны
Шингэн электролитийн батерейгаас ялгаатай нь электродын гадаргууг байгалийн чийгшүүлдэг, хатуу төлөвт батерейнууд нь холбоо барихын тулд бүхэлдээ физик механик даралтад тулгуурладаг:
Динамик ачааллын дор бичил деламинаци: Дрон хөөрөх үед тасралтгүй өндөр C-ийн ялгаралт нь орон нутгийн дулааны тэлэлт болон механик шилжилтийн ачаалал үүсгэж, одоогийн коллекторын хил дээр физик цоорхойг үүсгэдэг.
Эсэргүүцэл ба дулааны урвуу триггерүүд: Деламинац нь контактын талбайг багасгаж, дотоод эсэргүүцлийг (Rᵢₙₜ) нэмэгдүүлж, хатуу электролитийн бүрэн бүтэн байдалд заналхийлсэн орон нутгийн хурдан халалтыг үүсгэдэг.
SBare металл тугалган цаас цуглуулагч (Өндөр эрсдэлтэй) Хатуу интерфэйс / Холбоо барих алдагдал |
Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаас (өндөр аюулгүй) уян нано дамжуулагч буфер |
Хатуу идэвхтэй давхарга |
Хатуу идэвхтэй давхарга |
Бичил цоорхой / Халуун цэгүүд |
Нүүрстөрөгч/графен праймер |
Нүцгэн Al/Cu субстрат |
Хэт нимгэн Al/Cu тугалган цаас |
Холбоо барих өндөр эсэргүүцэл (Rᵢₙₜ) Dendrite / Burr гүйдлийн концентраци Чичиргээний давхаргад өртөмтгий |
Интерфэйсийн үл үзэгдэх холболт Цахилгаан талбайн жигд хуваарилалт Өндөр механик Норгосны хүчин чадал |
|
|
Одоогийн коллекторын тугалган цаасны системүүд
Доорх матриц нь нүцгэн коллекторуудыг дрон хатуу төлөвт батерейны эсүүдэд зориулсан хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаастай харьцуулсан болно.
Техникийн параметр |
Стандарт нүцгэн тугалган цаас цуглуулагч |
Хэт нимгэн нүцгэн тугалган цаас (6 мкм) |
Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаасны уусмал |
Чанар / Туршилтын стандарт |
Субстратын зузаан |
12μm - 16μm |
4.5мкм – 9 мкм |
4.5μm – 9μm субстрат |
Микрометр хэмжигч |
Функциональ бүрхүүлийн зузаан |
Аль нь ч биш (0 мкм ) |
Аль нь ч биш (0 мкм ) |
0.5μm – 1.5 μm (Нэг талдаа) |
Хөндлөн огтлолын SEM |
Интерфэйсийн контактын эсэргүүцэл |
Өндөр (15 – 30 Ом ·см⊃2;) |
Өндөр ( 15 – 30 Ом ·см⊃2; ) |
Бага (< 2.5 Ом ·см⊃2;) |
Дөрвөн мэдрэгчтэй эсэргүүцэл |
Наалдалтын бат бэх (идэвхтэй материал) |
100 – 150 Н/м |
80 – 120 Н/м |
> 350 – 500 Н/м (Хамгийн их бонд) |
180° хальслах туршилт |
Чичиргээний ялгарах хурд |
Дунд зэрэг - Өндөр |
Өндөр |
Тэг (Ногогдсон уян хатан буфер) |
100 цагийн динамик чичиргээ |
Гравиметрийн эрчим хүчний нягтын нөлөөлөл |
Суурь (100%) |
+5% - 7% жин бууруулах |
+6% - 8% нягтралын сайжруулалт |
Вт/кг багцын тооцоо |
Drone хатуу төлөвт батерейны хэрэглээний гол мэргэжлийн давуу талууд
Нислэгийн чичиргээн дэх бичил деламинацийг арилгах
Өндөр давтамжийн чичиргээ шингээх чадвар: Наалдамхай уян харимхай нүүрстөрөгч/биндэрийн матриц нь дотоод цочрол шингээгчийн үүргийг гүйцэтгэж, коллекторын тугалган цааснаас сул катодын идэвхтэй материалыг сэгсрэхээс (100 Гц - 1500 Гц) моторын чичиргээнээс сэргийлдэг.
Дулааны эргэлтийн үед зүслэгийг багасгах: Өндөр хурдтай цэнэгийн мөчлөгийн үед хажуугийн тэлэлтийн ачааллыг шингээж, нислэгийн үеэр тасалдаагүй цахилгаан замыг хадгална.
Дендрит ба орон нутгийн дулааны халуун цэгүүдийг дарах
Хэт жигд цахилгаан талбайн хуваарилалт: Гөлгөр нано бүрээс нь нимгэн тугалган цаасан дээрх бичил тэгш бус байдлыг бүрхэж, хатуу биетийн электролитийн хилээр жигд ионы урсгалыг хангана.
Цэнэглэх үед халуун цэгээс урьдчилан сэргийлэх: Орон нутгийн гүйдлийн концентрацаас сэргийлж, бүрэн тохируулагчтай дрон хөөрөх үед ажлын оргил температурыг 5 ° C - 12 ° C-аар бууруулдаг.
Хамгийн их нислэгийн ачаалал ба өргөтгөсөн хүрээ
Үхсэн жинг бууруулах: Зузаан нүцгэн тугалган цаасыг хэт нимгэн 4.5μm - 6μm бүрсэн коллектороор солих нь идэвхгүй эсийн массыг 8% хүртэл бууруулдаг.
Ашигтай C-хүчний гаралтыг нэмэгдүүлсэн: Интерфейсийн бага эсэргүүцэл нь дрон батерейг дулааны хүчдэлийн хязгаарт хүрэхгүйгээр тасралтгүй 5С-10С цэнэгийн цэнэгийг хадгалах боломжийг олгодог.
Нүүрстөрөгч/графен нано дамжуулагч сүлжээ
Хэт нимгэн функциональ бүрхүүл нь халуунд тэсвэртэй полиимид эсвэл PVDF холбогчдод түдгэлзүүлсэн функциональ нано-нүүрстөрөгчийг ашигладаг.
Дэд микрон зузааны нарийвчлал: Хажуу талдаа 0.5μm - 1.5μm зузаантай хэрэглэж, эсийн энергийн нягтралыг алдагдуулахгүйгээр электроны өндөр тээвэрлэлтийг хангана.
Интерфэйсийн эсэргүүцэл бага: Дамжуулагч нүүрстөрөгчийн сүлжээ нь нимгэн тугалган цаасны микроскопийн топографийг холбодог бөгөөд интерфэйсийн контактын эсэргүүцлийг 80% хүртэл бууруулдаг.
Хатуу электролитийн эсрэг химийн идэвхжил
Сульфид / галидын задралаас хамгаалах: Сульфид дээр суурилсан хатуу электролитууд (Li₁₀GeP₂S₁₂) өндөр цэнэгийн үед нүцгэн зэс эсвэл хөнгөн цагаантай урвалд орж болно. Дамжуулагч нүүрстөрөгч/давирхайн бүрээс нь химийн зэврэлтийг зогсоодог идэвхгүй саадыг бүрдүүлдэг.
Субстрат цэвэрлэх ба бичил гадаргууг идэвхжүүлэх
Өндөр хурдтай титэм гадагшлуулах эмчилгээ: Хэт нимгэн хөнгөн цагаан (9μm) ба зэс (4.5μm) тугалган цааснууд нь гадаргуугийн энергийг (>52 дин / см) нэмэгдүүлэхийн тулд титэм эсвэл плазмын эмчилгээг онлайнаар хийдэг.
Хэт авианы тос арилгах: Усан дээр суурилсан нүүрстөрөгчийн нано зутанг өөгүй чийгшүүлэхийн тулд гадаргуугийн өнхрөх тосыг арилгана.
Micro-Gravure Roll Coating & Precision хатаах
Бичил гравюрын бүрээсний нарийвчлал: Өндөр нарийвчлалтай гравюр булууд нь микрон багатай нойтон хальстай жигд (± 0.1μm) бүхий хэт нимгэн функциональ зутан түрхдэг.
Олон бүсийн хүчдэлийн хяналттай флотацийн хатаах: Бага хүчдэлийн флотацийн зуух нь эмзэг хэт нимгэн тугалган цаасыг сунгах, үрчлээсгүйгээр дамжуулагч давхаргыг хатаана.
Нарийвчлалтай зүсэх, цэвэр өрөөний үзлэг, вакуум савлагаа
Лазер зүсэх ба ирмэгийн цоорхойг хянах: Бүрхүүлтэй тугалган цаасыг бичил зүсэгч эсвэл лазер зүсэгч ашиглан зүсэж, хатуу төлөвт стек эс доторх богино холболтоос сэргийлэхийн тулд ирмэгийн ирмэгийн хязгаарыг (≤ 1μm) хадгалдаг.
Хуурай өрөөний герметик сав баглаа боодол: Бэлэн болсон өнхрүүлгийг 1000-р ангиллын цэвэр өрөөнд чийг шингээгчтэй хөнгөн цагаан тугалган цаастай уутанд хийж вакуумаар битүүмжилнэ.
Түгээмэл асуулт
Асуулт 1: Яагаад хатуу төлөвт батерейнд уламжлалт шингэн батерейгаас илүү бүрсэн тугалган цаас хэрэгтэй вэ?
Х: Хатуу төлөвт батерейнд гадаргуугийн микроскопийн цоорхойг дүүргэх шингэн электролит байхгүй. Бүрсэн тугалган цаас нь уян хатан, дамжуулагч буфер давхаргыг хангадаг бөгөөд эсийн тэлэлт, агшилтын үед хатуу-хатуу интерфэйсээр тасралтгүй физик болон цахилгаан холбоог хадгалж байдаг.
Асуулт 2: Бүрхүүл нэмэх нь хэт нимгэн тугалган цаасны жинг нэмэгдүүлдэг үү?
Х: Бүрхүүл нь нэг талдаа зөвхөн 0.5μm - 1.5μm хөнгөн нано-нүүрстөрөгч нэмнэ ( <1.5 г/м⊃2; ). Энэхүү хамгийн бага масс нь металл субстратын зузааныг бууруулж 12μм- ээс болгон 6μм , эсийн жингийн цэвэр жинг 5% -8% хэмнэнэ..
Асуулт 3: Бүрсэн тугалган цаас нь лити-металл хатуу төлөвт батерейны дендрит үүсэхээс хэрхэн сэргийлдэг вэ?
Х: Нано-дамжуулагч праймер нь тугалган цаасны гадаргуугийн барзгар байдал, бичил үрэлтийг жигд болгож, бүрэн жигд цахилгаан талбар үүсгэдэг. Энэ нь литийн дендрит бөөм үүсэхэд хүргэдэг орон нутгийн гүйдлийн концентрацаас сэргийлдэг.
Асуулт 4: Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаасаар тасралтгүй цэнэглэх хамгийн дээд хэмжээ хэд вэ?
Х: Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаас нь интерфэйсийн эсэргүүцлийг ( бууруулснаар R ᵢₙₜ) хүртэл 80% хатуу төлөвт эсүүдэд хүчдэлийн дутуу уналт эсвэл хүчтэй дулааны хуримтлалгүйгээр 5С-аас 10С хүртэл тасралтгүй өндөр цэнэгийг хадгалах боломжийг олгодог.
5-р асуулт: Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаасыг батерейг ороох эсвэл овоолох үед урагдахаас хэрхэн хамгаалдаг вэ?
Х: Өндөр суналтын дэвсгэр хайлш (жишээ нь: хатуу 1235/8011 хөнгөн цагаан эсвэл өндөр бат бэх электродоор цутгасан зэс) нь битүү гогцооны суналтын удирдлагатай зүсэлттэй хослуулсан нь өндөр хурдтай автомат овоолох үед тугалган цаас урагдахаас сэргийлдэг.
Дүгнэлт
Үрчилж байна Хэт нимгэн бүрсэн тугалган цаасны шийдэл нь хатуу-хатуу интерфейсийн чухал сорилтыг шийдэж, хатуу төлөвт дрон батерейны аюулгүй байдлын хязгаар болон ашиглалтын найдвартай байдлыг үр дүнтэйгээр хоёр дахин нэмэгдүүлдэг.
Дрон батерей үйлдвэрлэх материалын сонголтыг оновчтой болгохын тулд:
Бичил гравюр нүүрстөрөгчөөр бүрсэн тугалган цаас: 9 мкм хөнгөн цагаан (катод) ба 4.5 мкм - 6 мкм зэс (анод) тугалган цаасан дээр 0.5μm - 1.0μm нано-нүүрстөрөгчийн праймер бүрэхийг зааж өгнө.
180°-ийн хальслах бат бэхийн туршилтыг шаардах (>350 Н/м): Динамик чичиргээний туршилт хийхээс өмнө болон дараа нь эсийн үйлдвэрлэгчид электродоос тугалган цаас хооронд наалдсан эсэхийг шалгана уу.
Гадаргуугийн барзгаржилт ба бурралтын хязгаарыг шалгах (≤ 1м): Хэт нимгэн хатуу электролитийн давхаргыг зөрчиж болох тугалган цаасыг тэглэхгүй байхын тулд лазер зүсэх стандартыг чанд мөрдүүлнэ.
English
العربية
Français
Русский
Español
Português
Deutsch
italiano
日本語
한국어
Nederlands
Tiếng Việt
ไทย
Polski
Türkçe
ភាសាខ្មែរ
Bahasa Melayu
Filipino
Bahasa Indonesia
magyar
Română
Čeština
Монгол
हिन्दी
فارسی
Slovenčina
Slovenščina
Norsk
Svenska
Ελληνικά
Suomi
Latine
Dansk
Shqip
Hrvatski
Afrikaans
Gaeilge
Eesti keel
latviešu
Azərbaycan dili
Беларуская мова
ქართული
íslenska
Kinyarwanda
Lietuvių
Lëtzebuergesch
Македонски
Malti
Türkmençe
ئۇيغۇرچە
Cymraeg
