Nola funtzionatzen dute drone estatu solido litioko bateriek?

Litio-polimero tradizionala (Lipo) bateriak nagusi bihurtu diren arren, haien segurtasuna eta energia dentsitatearen botilak gero eta nabarmenagoak izan dira. Elektrolito likidoetan oinarritzen diren litio-ioi bateria tradizionalek ez bezala, estatu solidoetako bateriek ikuspegi guztiz desberdina hartzen dute. Diseinu berritzaile honek energia-dentsitate handiagoa, segurtasun handiagoa eta zerbitzu luzeagoa eskaintzea espero da.

Estatuko solidoko bateriak laborategitik aplikazioen abangoardira mugitzen dira. Orduan, nola aurreikusten da teknologia oso horrek? Nola aldatuko da droneen etorkizuna?

Estatuko solidoko baterien lan-prozesua litio-polimeroen baterien antzekoa da, oraindik elektrodo positibo eta negatiboen artean litio ioien migrazioa barne hartzen duena. Hala ere, mikro mailan inplementazio metodoek desberdintasun mundua dakarte.

Elektrolito solidoak: normalean material solido bereziak dira, hala nola zeramika, sulfidoak edo polimeroak. Material horiek eroankortasun ioniko handia dute, litio ioiak azkar pasatzeko aukera ematen dute elektroiak isolatzen dituzten bitartean, modu ez erkideen eta isolamenduaren bi funtzio garrantzitsuak konbinatuz.

Gaitasun handiko elektrodoa

Anodoen Berrikuntza: Estatuko solidoko baterien potentzial zirraragarrienetako bat Litio metala anodo gisa zuzenean erabiltzeko gaitasuna da. Hau da, elektrolito solidoak litio-dendritsen hazkundea eragin dezakeelako eta bereizgailuaren bidez desagerraraztea zirkuitu laburren kausa da eta bateriak likidoetan suteak dira.

Elektrodoen berritze positiboa: tentsio handiko eta gaitasun handiko elektrodo material positiboak konbinatuz (adibidez, nikelako ternaria, lizentziadun aberatsak diren manganesoetan oinarritutako edo are sufre positiboak ere), bateriaren sistema osoaren potentzialaren potentziala guztiz ustiatu daiteke.

Lan prozesua

Bateri bat kargatzen denean edo deskargatutakoan, litio ioiak (li⁺) mugitzen dira eremu elektriko elektriko baten bidez eremu elektriko baten eraginpean dauden elektrodu positibo eta negatiboen artean. Elektroiak (e⁻) kanpoko zirkuituaren bidez fluxua da, eta, beraz, korronte elektrikoa eratuz harrapatu gabeko aireko ibilgailua botatzeko.

Bateriaren solidoko bateriaren diseinuan, zerk ordezkatu dezake elektrolito likidoak?

Litio-ioi bateria tradizionaletan, elektrolito likidoak anodoaren eta katoduen arteko ioiak hedatzeko euskarri gisa balio du, kobratze eta deskargatzeko zikloak. Hala ere, estatuko bateriaren diseinuak funtzio bera betetzen duten material solidoekin ordezkatzen du likido hau. Elektrolito solido hau hainbat materialez egin daiteke, zeramikak, polimeroak edo sulfidoak barne.

Elektrolito material solidoen aukeraketa ezinbestekoak dira, bateriaren errendimendua, segurtasuna eta fabrikak zuzenean eragiten duelako.

Polimero elektrolitoak material organikoz eginda daude eta abantaila desberdin batzuk dituzte:

1. Malgutasuna: txirrindularitzako prozesuan elektrodoen bolumen-aldaketetara egokitu daitezke.

2. Fabrikazio erraza: Polimeroen elektrolitoak metodo errazagoak eta eraginkorragoak erabiliz prozesatu daitezke.

3. Interfaze hobetua: Elektroarekin interfaze hobea osatzen dute normalean, eta horrela erresistentzia murrizten dute.

Bateriaren solidoko bateriaren diseinuan dagoen erronka garrantzitsuenetako bat, erabilitako elektrolito solido mota edozein dela ere, elektrolitoen eta elektrodoaren arteko interfazea optimizatzea da. Elektrodoen gainazalekin atxikitzeko errazak diren elektrolitoak ez bezala, elektrolito solidoak arretaz diseinatu behar dira harremanetarako eta ioi transferentzia eraginkorra ziurtatzeko.

Ikertzaileek interfaze horiek hobetzeko hainbat estrategia aztertzen ari dira, besteak beste:

1.. Azalera estaldura: Aplikatu estaldura mehea elektrodoan edo elektrolitoan bateragarritasuna eta ioi transferentzia hobetzeko.

2. Nanoegituratutako interfazeak: nanoeskalaren ezaugarriak sortu interfazeetan azalera handitzeko eta ioi trukea hobetzeko.

3. Presioa lagundutako muntaia: Bateriaren muntaketa prozesuan kontrolatutako presioa erabiltzen da osagaien arteko harreman ona bermatzeko.

Ondorioa:

Estatuko baterien funtzionamendu printzipioa ez da materialen ordezkapen soil bat besterik ez, baizik eta paradigma iraultza, ioi likidoa migraziotik estatu solidoaren ioien eroapenera aldatzen duena. Energia modu seguruan eta eraginkorragoan ematen du "Solid-State Ion Bridge" sendo baten bidez. Dronetarako, hau ez da bateria ordezkatzea soilik; Hegaldiaren aro berri baten hasiera markatzen du.

Zyebattery beti ertzetako energia teknologietan zentratu da. Hurrengo belaunaldiko teknologien garapena jarraitzen dugu, hala nola estatu solidoen bateriak, eta etorkizunean drone potentzia soluzio seguruagoak eta indartsuagoak eskaintzen ditugu. Gure bezeroei hegan handiagoa egiten laguntzen dute, urrunago eta segurtasunez.