โซลูชันอลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบสามารถแก้ปัญหาความหนาแน่นของพลังงานในแบตเตอรี่โซลิดสเตตของโดรนได้หรือไม่ 

แบตเตอรี่โซลิดสเตต (SSB) เป็นการก้าวกระโดดครั้งต่อไปในการบินด้วยโดรนเชิงพาณิชย์ โดยสัญญาว่าจะมีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น การชาร์จที่เร็วขึ้น และความปลอดภัยในการปฏิบัติงานเหนือแพ็คลิเธียมไอออนเหลว อย่างไรก็ตาม การรวมอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งจะเพิ่มน้ำหนักตายที่ระดับเซลล์ ทำให้แบตเตอรี่โซลิดสเตตในยุคแรกๆ ไม่สามารถบรรลุศักยภาพในการบินได้เต็มที่

การใช้ประโยชน์ อลูมิเนียมฟอยล์แรงดึงสูงบางเฉียบ ( 6μm - 12μm ) เป็นตัวสะสมกระแสแคโทดและกระเป๋าเคลือบลามิเนตแบบยืดหยุ่นช่วยลดมวลเซลล์ที่ไม่ได้ใช้งาน ทำให้ชุดแบตเตอรี่โซลิดสเตตของโดรนสามารถเพิ่มความหนาแน่นพลังงานกราวิเมตริก ( Wh/kg ) ได้สูงสุด

บทลงโทษจำนวนมากที่ไม่ได้ใช้งานในเซลล์โซลิดสเตตรุ่นต่อไป

แม้ว่าเคมีโซลิดสเตตจะมีความหนาแน่นพลังงานตามทฤษฎีมากกว่า 400 - 500 ดอลลาร์สหรัฐฯข้อความ{ Wh/kg}$ แต่เซรามิกอนินทรีย์ที่เป็นของแข็งหรืออิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์จะเพิ่มมวลเมื่อเทียบกับเครื่องแยกของเหลวแบบบาง

การกระจายมวลในเซลล์โซลิดสเตตพลังงานสูง: ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │ วัสดุแคโทดและแอโนดที่ใช้งานอยู่ (~ 60-65%) ├─────────────────────────────────────────────────────────┤ │ อิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตต (~ 15-20%) ├─────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ตัวสะสมปัจจุบัน & สิ่งที่แนบมา (ไม่ใช้งาน) (~ 15-20%) │ <-- เป้าหมายในการลดมวล └────────────────────────────────────────────────────────┘

ไมโครมิเตอร์ทุกตัวที่แยกออกจากส่วนประกอบที่ไม่ใช้งาน เช่น พื้นผิวฟอยล์แคโทดและผนังกล่องแบตเตอรี่ที่มีความแข็งสูง ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานโดยรวมโดยไม่เปลี่ยนแปลงเคมีที่ใช้งาน

ข้อกำหนดด้านความแข็งแรงของพื้นผิวสำหรับการเคลือบสารละลายโซลิดสเตต

การเปลี่ยนมาใช้อลูมิเนียมฟอยล์ที่บางลงทำให้เกิดความท้าทายในการประมวลผลทางกลระหว่างการผลิตแบบม้วนต่อม้วนด้วยความเร็วสูง:

สายพันธุ์การเคลือบ: สารละลายเซรามิกโซลิดสเตตมีความหนืดและความหนาแน่นของมวลสูงกว่าสารละลายแบตเตอรี่เหลวทั่วไป ซึ่งทำให้เกิดความเครียดเชิงกลบนพื้นผิวมากขึ้น

การป้องกันการพังทลายของราง: ฟอยล์ที่มีความหนาต่ำกว่า 10μm ต้องการความต้านทานแรงดึงสูง (≥200 MPa) และการยืดตัวที่สม่ำเสมอ (≥ 1.5%) เพื่อป้องกันการฉีกขาดของรางภายใต้แรงตึงระหว่างการทำให้แห้งและการรีด

เมทริกซ์ข้อกำหนดทางเทคนิค: ฟอยล์บางเฉียบและโซลูชั่นสิ่งห่อหุ้ม

ตารางด้านล่างสรุปพารามิเตอร์ทางเทคนิคสำหรับอลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบและกล่องคอมโพสิตที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตตของโดรน:

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพในความทนทานต่อการบินของโดรนและความปลอดภัยของแบตเตอรี่

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: อลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบ ( 6μm - 8μm ) สามารถรองรับเส้นเคลือบแบตเตอรี่แรงดึงสูงได้หรือไม่

ก. ใช่. ด้วยการใช้โลหะผสมแรงดึงสูง (เช่น 8079-H18) ความต้านทานแรงดึงจะสูงกว่า 200 MPa ทำให้สามารถจัดการรางด้วยความเร็วสูงโดยไม่ฉีกขาด

คำถามที่ 2: อลูมิเนียมฟอยล์เคลือบคาร์บอนช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่โซลิดสเตตได้อย่างไร

ตอบ: ชั้นคาร์บอนจะเติมช่องว่างบนพื้นผิวขนาดเล็กมากบนอลูมิเนียมฟอยล์ ช่วยลดความต้านทานของส่วนต่อประสาน และปรับปรุงการสัมผัสทางไฟฟ้าด้วยส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์-แคโทดที่เป็นของแข็ง

คำถามที่ 3: เหตุใดกระเป๋าอะลูมิเนียมแบบยืดหยุ่นจึงนิยมใช้มากกว่ากล่องโลหะแข็งสำหรับแบตเตอรี่โดรน

ตอบ: กระเป๋าลามิเนตอะลูมิเนียมแบบยืดหยุ่นมีน้ำหนักน้อยกว่ากระป๋องเหล็กหรืออะลูมิเนียมอย่างมาก ซึ่งช่วยลดมวลที่ไม่ได้ใช้งาน ในขณะเดียวกันก็เป็นสิ่งกีดขวางที่ปิดสนิทและป้องกันความชื้นจากการย่อยสลายในชั้นบรรยากาศ

คำถามที่ 4: อลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบต้องทนทุกข์ทรมานจากการเกิดออกซิเดชันของรูเข็มระหว่างการเก็บรักษาหรือไม่

ตอบ: ฟอยล์เกรดแบตเตอรี่คุณภาพผลิตขึ้นในสภาพห้องปลอดเชื้อและปิดผนึกในบรรจุภัณฑ์สูญญากาศด้วยสารดูดความชื้น เพื่อกำจัดการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวและการกัดกร่อนของรูเข็มก่อนการเคลือบ

คำถามที่ 5: การลดความหนาของฟอยล์ส่งผลต่อเวลาบินของโดรนทั้งหมดอย่างไร

ตอบ: การลดมวลตัวสะสมกระแสไฟฟ้าและมวลกล่องลง 30 - 50%  จะทำให้ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น 3 - 5% ซึ่งจะช่วยยืดเวลาการบินของโดรนโดยตรงได้หลายนาทีต่อการชาร์จแบตเตอรี่

บทสรุป

การบูรณาการ พื้นผิวอะลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบและกล่องหุ้มลามิเนตแบบยืดหยุ่น ช่วยให้วิศวกรแบตเตอรี่โซลิดสเตตของโดรนสามารถลดน้ำหนักที่ตายตัวลงได้ในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างไว้

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเลือกวัสดุสำหรับการออกแบบแบตเตอรี่ของคุณ:

เลือกพื้นผิวตามความเร็วการเคลือบ: ระบุ ฟอยล์ 1235/8079-H18 ขนาด 6µm – 8µm สำหรับสารละลายผสมแบบม้วนต่อม้วนแรงดึงสูงที่ต้องการความต้านทานแรงดึง ≥ 200 MPa

รวมการเคลือบคาร์บอนเพื่อความเสถียรของอินเทอร์เฟซ: กำหนดการ เคลือบคาร์บอนสองด้านขนาด 1µm เพื่อลดความต้านทานภายในในสแต็กเซลล์โซลิดสเตต

ร่วมมือกับผู้ผลิตฟอยล์ที่มีความแม่นยำ: ทำงานร่วมกับซัพพลายเออร์ที่จัดตั้งขึ้น เช่น Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd. เพื่อรักษาวัสดุอลูมิเนียมฟอยล์ที่ปราศจากรูเข็มและพร้อมใช้แบตเตอรี่