Ultra inçe örtükli folga çözgütleri pilotsyz gaty döwlet batareýalarynyň howpsuzlyk çägini iki esse artdyryp bilermi?

Senagat gözleg pilotsyz uçarlary, logistika üpjün ediji uçarmanlar we eVTOL platformalary, batareýalara çalt geçýärler gaty -dan ýokary göwrümli energiýa dykyzlygyny gazanmak üçin  350 - 400 Wh / kg . Şeýle-de bolsa, ýokary güýçli pilotsyz uçuşlar ýokary derejeli C derejeli akymlary, dik dyrmaşmalary we agyr motor titremelerine garşylygy talap edýär ( 100 Hz - 1500 Hz ).

Gaty ýagdaýdaky elektrolitler (SSE) ýangyjy suwuk erginleri çalşsa-da, işjeň katod / anod materiallary bilen adaty metal tok kollektorlarynyň arasyndaky gaty gaty gaty aragatnaşyk interfeýsi möhüm gowşaklyk bolup galýar. Ulanmak ultra inçe örtükli alýumin we mis folga ( 4,5μm - 9μm  substrat ) 0,5μm - 1,5μm funksional geçiriji örtükli . amaly howpsuzlyk çägini, aýlaw ömrüni we ýylylyk durnuklylygyny iki esse ýokarlandyrýar , pilotsyz gaty batareýalaryň

Gaty gaty interfeýs aragatnaşyk kynçylygy

Tebigy çygly elektrod ýüzlerini suwuk elektrolit batareýalaryndan tapawutlylykda, gaty ýagdaýly batareýalar aragatnaşygy saklamak üçin bütinleý fiziki mehaniki basyşa bil baglaýarlar:

Dinamiki dartyş astynda mikro-delaminasiýa: Pilotsyz uçuş wagtynda üznüksiz ýokary C akymy, lokal ýylylyk giňelmesini we mehaniki gyrkym stresini döredýär, häzirki kollektor serhedinde fiziki boşluklary döredýär.

Impedans tüpeňleri we termiki gaçmak hereketlendirijileri: Delaminasiýa kontakt meýdanyny azaldar, içerki garşylygy ýokarlandyrýar we gaty elektrolitleriň bitewiligine howp salýan çalt ýerli ýyladyşa sebäp bolýar.

Deňeşdirme: Arealaňaç metal kollektor vs. Ultra inçe örtükli folga

Häzirki kollektor folga ulgamlary

Aşakdaky matrisa pilotsyz gaty batareýa öýjükleri üçin ultra inçe örtükli folga bilen ýalaňaç kollektorlary deňeşdirýär:

Pilotsyz gaty batareýa programmalarynda esasy hünär artykmaçlyklary

Sorag-jogap

1-nji sorag: Näme üçin gaty batareýalar adaty suwuk batareýalardan has köp örtükli folga mätäç?

J: Gaty ýagdaýly batareýalarda mikroskopiki boşluklary doldurmak üçin suwuk elektrolitler ýok. Örtülen folgalar, öýjükleriň giňelmegi we gysylmagy wagtynda gaty gaty interfeýsde üznüksiz fiziki we elektrik aragatnaşygyny saklaýan çeýe, geçiriji bufer gatlagyny üpjün edýär.

2-nji sorag: Örtük gatlagyny goşmak ultra inçe folgalaryň agramyny artdyrýarmy?

J: Örtük her tarapa bary-ýogy 0,5μm - 1,5μm ýeňil nano-uglerod goşýar ( <1.5 g / m² ). Bu minimal massa, metal substratyň galyňlygyny 12μm- den çenli azaltmak bilen, öýjükleriň arassa agramyny 6μm-e tygşytlamak bilen has öwezini dolýar. 5% –8% .

3-nji sorag: Örtülen folga litiý-metal gaty ýagdaýly batareýalarda dendritleriň öňüni nädip alýar?

J: Nano-geçiriji primer mikroskopik folga üstündäki çişligi we mikro-burlary tekizleýär we bütinleý birmeňzeş elektrik meýdany döredýär. Bu litiý dendritiň ýadrosyna sebäp bolýan lokal tok konsentrasiýasynyň öňüni alýar.

4-nji sorag: Ultra inçe örtükli folga bilen işleýän iň ýokary üznüksiz akym tizligi nämeden ybarat?

J: Interfeýsial impedansy ( azaltmak bilen R ᵢₙₜ) -e çenli 80% , aşa inçe örtükli folga gaty berk öýjüklere wagtyndan öň naprýatageeniýeniň peselmegi ýa-da agyr termiki gurulmazdan 5C-den 10C çenli ýokary ýokary çykaryş tizligini saklamaga mümkinçilik berýär.

5-nji sorag: Ultra inçe örtükli folga batareýanyň sargysy ýa-da dykylmagy wagtynda ýyrtylmakdan nähili goralýar?

J: ensokary dykyzlykly substrat erginleri (meselem, gaty gyzgyn 1235/8011 alýumin ýa-da ýokary güýçli elektrodepozitlenen mis) ýapyk aýlawly dartyş bilen dolandyrylýan süýşmek bilen ýokary tizlikli awtomatlaşdyrylan ýygnamak işlerinde folga ýyrtylmagynyň öňüni alýar.

Netije

Kabul etmek ultra inçe örtükli folga erginleri gaty gaty gaty interfeýs meselesini çözýär, gaty dron batareýalarynyň howpsuzlyk derejesini we iş ygtybarlylygyny iki esse ýokarlandyrýar.

Pilotsyz batareýa öndürmek üçin material saýlamasyny optimizirlemek üçin:

Mandat mikro-agyrlyk uglerod bilen örtülen folga: 9μm alýumin (katod) we 4,5μm - 6μm mis (anod) folgalarda 0,5μm - 1,0μm nano-uglerod primer örtüklerini kesgitläň.

180 ° gabyk güýjüni barlamagy talap ediň (> 350 N / m): Öýjük öndürijileriniň dinamiki yrgyldy synagyndan öň we soň elektroddan folga ýelimini barlamagyny üpjün ediň.

Audit ýüzüniň gödekligi we burr çäkleri (≤ 1m): Ultra inçe gaty elektrolit gatlaklaryny bozup bilýän nol folga gabyklaryny kepillendirmek üçin lazer süýşüriş standartlaryny berk ýerine ýetiriň.