Wie können halbfeste Batterien die Selbstentscheidung und die Batterieleistung verbessern?

In Drohnenanwendungen wie Landwirtschaft und Vermessung waren schnelle Selbstentladung und Leistungsverschlechterung seit langem große Schmerzpunkte. Durch doppelte Durchbrüche in materieller Innovation und intelligentem Management,Halbfeste Batteriendefinieren die Zuverlässigkeitsstandards für Drohnenstromsysteme neu.

Was macht halbfeste Elektrolyte sicherer als flüssige Elektrolyte?

Halbfeste Elektrolyte stellen einen großen Sprung in der Batterie-Technologie dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Flüssigelektrolyten verwenden halbfeste Batterien gelähnliche Substanzen, die die besten Eigenschaften von festen und flüssigen Elektrolyten kombinieren. Diese einzigartige Komposition bietet mehrere Sicherheitsvorteile:

1. Reduziertes Leckagerisiko: Die viskose Natur von halbfesten Elektrolyten minimiert die Möglichkeit einer Leckage, ein gemeinsames Sicherheitsrisiko bei Flüssigelektrolytbatterien.

2.. Verbesserte strukturelle Stabilität: Halbfeste Elektrolyte bieten eine überlegene mechanische Unterstützung innerhalb der Batterie und verringern das Risiko von internen Kurzkreisen, die durch physikalische Verformungen oder Auswirkungen verursacht werden.

3.. Verbessertes thermisches Management: Die halbfeste Struktur erleichtert eine gleichmäßigere Wärmeverteilung und minimiert die Wahrscheinlichkeit lokalisierter Hotspots, die thermische Ausreißer auslösen könnten.

4.. Zuverlässige Flammverzögerung: Verbesserte Flammenwiderstand-Im Gegensatz zu typisch hochflammbaren Flüssigelektrolyten zeigen halbfeste Elektrolyte signifikant geringere Brennbarkeitsindizes.

Schlüsselfaktoren, die die Selbstentscheidung in halbfesten Batterien beeinflussen

1. Die Zusammensetzung spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Selbstentladungsraten. Das Gleichgewicht zwischen festen und flüssigen Komponenten beeinflusst die Ionenmobilität und die Wahrscheinlichkeit von Nebenwirkungen.

2. Die Temperatur wirkt sich erheblich auf die Selbstentladungsraten bei allen Batterie-Typen, einschließlich halbfestem Batterien. Höhere Temperaturen beschleunigen typischerweise chemische Reaktionen und erhöhen die Ionenmobilität, was zu einer schnelleren Selbstentladung führt.

3. Die Ladungszustand einer Batterie (SOC) wirkt sich auf die Selbstentladungsrate aus. Batterien, die in höheren SOC-Werten gespeichert sind, erleben aufgrund des erhöhten Potenzials für Nebenreaktionen häufig eine schnellere Selbstentladung.

4. Verunreinigungen oder Verunreinigungen im Elektrolyten- oder Elektrodenmaterial beschleunigen die Selbstentscheidung. Diese unerwünschten Substanzen können Seitenreaktionen katalysieren oder Wege für die Ionenbewegung erzeugen.

5. Die Grenzfläche zwischen Elektroden und dem semi-soliden Elektrolyten ist ein kritischer Bereich, der die Selbstentscheidung beeinflusst. Die Stabilität dieser Grenzfläche beeinflusst die Bildung von Schutzschichten.

6. Die Radsportverlauf einer Batterie beeinflusst seine Selbstentladungseigenschaften. Wiederholtes Laden und Entladungen verursacht strukturelle Änderungen in Elektroden und Elektrolyten, wodurch die Selbstentladungsraten im Laufe der Zeit möglicherweise verändert wird.

Halbfeste BatterienHalten Sie über 80% Kapazität nach 1000-1200 Zyklen durch stabile SEI-Filme und Anti-Dendriten-Designs bei. Dies erweitert die Ersatzzyklen der Drohnen -Batterie von sechs Monaten auf über zwei Jahre. Der Schlüssel liegt in der hohen mechanischen Stärke des semi-soliden Elektrolyten, der das Wachstum von Lithiumdendriten unterdrückt.

Semi-Solid-Batterien reduzieren den Flüssigkeitseelektrolytgehalt auf 5%-10%, wobei der Rest ein dreidimensionales Netzwerkrahmen aus Polymergel und Keramikpartikeln umfasst. Diese Struktur funktioniert wie ein Präzisionsfilter: Sie sorgt für den Ionentransport während des Ladung/Entladens über kontinuierliche Ionenkanäle und senkt gleichzeitig die Ionendiffusionsraten während der Rastperioden signifikant.

Die präzise Regulierung durch das intelligente BMS (Battery Management System) bietet eine verbesserte Sicherheitssicherung.

Ausgestattet mit einem kalman-filterbasierten adaptiven Batteriemanagementsystem überwacht die halbfeste Batterie die Mikrodurchlaufänderungen in Echtzeit und aktiviert automatisch den Schutzmodus mit geringer Leistung beim Erkennen abnormaler Selbstentladungserhöhungen.

Durch die genaue Modellierung der Temperatur-Spannungs-Selbst-Entladungseigenschaften der Batterie passt das System den Betriebszustand des Ausgleichsschaltungskreises dynamisch ein und reduziert den Gesamtleistungspflicht während der Drohnenspeicherung auf unter 50 μA. Dies verringert die Selbstentladungsrate des Akkus um 20%-30%.

Abschluss:

Die aktuelle Forschung in der halbfesten Batterie-Technologie konzentriert sich auf die Entwicklung fortschrittlicher Elektrolytformulierungen, um die Stabilität zu verbessern und die Selbstentscheidung zu verringern. Dazu gehören neuartige Polymergelelektrolyte oder Hybridsysteme, die die Vorteile von festen und flüssigen Komponenten kombinieren. Durch die Optimierung der Elektrolytzusammensetzung können Batterien mit niedrigeren Selbstentladungsraten ohne Kompromisse hergestellt werden.

Da die Forschung in diesem Bereich weiter voranschreitet, erwarten wir weitere Verbesserungen der Selbstentladungsraten und der Gesamtbatterieleistung.