सॉलिड स्टेट बॅटरी खराब होतात का?

सॉलिड स्टेट बॅटरी खराब होतात का? होय — पण तुमच्या अपेक्षेपेक्षा वेगळे

प्रत्येक बॅटरी खराब होते. कोणीही तुम्हाला बॅटरी विकत आहे जी तुम्हाला बॅटरी विकत नाही — ते तुम्हाला एक कथा विकत आहेत. UAV ऑपरेटर्ससाठी खरा प्रश्न आहे की नाहीसॉलिड स्टेट बॅटरीनिकृष्ट करा, परंतु ते कसे निकृष्ट होतात, किती जलद होतात आणि ते डिग्रेडेशन पॅटर्न तुम्हाला लिथियम पॉलिमर पॅक वापरण्यापेक्षा व्यावसायिक ऑपरेशनसाठी चांगले किंवा वाईट आहे.

सर्व 3 ची उत्तरे साध्या होय किंवा नाहीपेक्षा अधिक उपयुक्त आहेत.

पारंपारिक LiPo बॅटरी कशा प्रकारे खराब होतात

सॉलिड स्टेट डिग्रेडेशन वेगळे का आहे हे समजून घेण्यासाठी, LiPo बॅटरीचे आयुष्य मर्यादित करणाऱ्या प्राथमिक यंत्रणा जाणून घेण्यास मदत होते.

बहुतेक LiPo पेशींमध्ये इलेक्ट्रोलाइट ऑक्सिडेशन हा प्रबळ दीर्घकालीन अधःपतन मार्ग आहे. द्रव सेंद्रिय इलेक्ट्रोलाइट वारंवार चार्ज-डिस्चार्ज चक्रांवर इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर हळूवारपणे प्रतिक्रिया देतो, ज्यामुळे घन इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस (SEI) नावाचा एक थर तयार होतो. हा थर हळूहळू अंतर्गत प्रतिकार वाढवतो आणि लिथियम वापरतो जे यापुढे ऊर्जा संचयनात भाग घेऊ शकत नाही - सायकलद्वारे क्षमता चक्र कमी करते.

लिथियम प्लेटिंग जलद चार्जिंग किंवा कमी-तापमान चार्जिंग दरम्यान उद्भवते, जेव्हा लिथियम आयन ग्रेफाइट एनोडमध्ये ते शोषून घेण्यापेक्षा वेगाने येतात. एनोड पृष्ठभागावर धातूचा लिथियम जमा होतो, क्षमता कमी करते आणि कालांतराने अंतर्गत शॉर्ट सर्किटचा धोका वाढतो.

कॅथोड स्ट्रक्चरल थकवा सायकल चालवताना इलेक्ट्रोड सामग्रीचा वारंवार विस्तार आणि आकुंचन झाल्यामुळे कॅथोड कणांमध्ये सूक्ष्म क्रॅक होतात - आयन एक्सचेंजसाठी उपलब्ध पृष्ठभागाचे क्षेत्र कमी होते आणि क्षमता हळूहळू मर्यादित होते.

या सर्व 3 यंत्रणा कंपाऊंड करतात. 400 सायकलवर असलेला LiPo पॅक फक्त जुनाच नाही - तो एकाच वेळी सर्व 3 मार्गांवरून जमा झालेले नुकसान आहे.

कसेसॉलिड स्टेट बॅटरीजवेगळ्या पद्धतीने अधोगती करा

लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट काढून टाकल्याने कोणती डिग्रेडेशन मेकॅनिझम सक्रिय आहेत आणि ते किती लवकर प्रगती करतात हे बदलते.

इलेक्ट्रोलाइट ऑक्सिडेशन नाटकीयपणे कमी होते. द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सप्रमाणेच घन इलेक्ट्रोलाइट्स इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर प्रतिक्रिया देत नाहीत. LiPo पेशींमध्ये लिथियम क्षमतेचा वापर करणारी SEI निर्मिती एकतर तयार होत नाही किंवा घन अवस्थेच्या पेशींमध्ये जास्त हळूहळू तयार होते. हे मुख्य कारण आहे की सॉलिड स्टेट बॅटऱ्या अधिक चक्रांमध्ये चांगली क्षमता राखून दाखवतात — ते त्याच दराने SEI वाढीसाठी लिथियम गमावत नाहीत.

लिथियम प्लेटिंग डायनॅमिक्स बदलते. लिथियम मेटल एनोड्स, लिथियम प्लेट्स आणि स्ट्रिप्स वापरून सॉलिड स्टेट सेलमध्ये सामान्य ऑपरेशनचा भाग म्हणून. घन इलेक्ट्रोलाइट डेंड्राइटच्या प्रवेशाविरूद्ध एक भौतिक अडथळा प्रदान करते जे द्रव इलेक्ट्रोलाइट्स करू शकत नाहीत — जे सैद्धांतिकदृष्ट्या समान प्लेटिंग-संबंधित डिग्रेडेशन जोखमीशिवाय जलद चार्जिंगला परवानगी देते जे LiPo चार्ज दर मर्यादित करते.

एक नवीन डिग्रेडेशन मेकॅनिझम उदयास येते: इंटरफेस डिलेमिनेशन. हे सॉलिड स्टेट केमिस्ट्रीसाठी विशिष्ट आव्हान आहे. सायकल चालवताना इलेक्ट्रोड्स जसजसे विस्तारतात आणि आकुंचन पावतात, तसतसे द्रव इलेक्ट्रोलाइट संपर्क राखण्यासाठी घन इलेक्ट्रोलाइट प्रवाहित होत नाही. इलेक्ट्रोड आणि इलेक्ट्रोलाइट पृष्ठभागांमध्ये सूक्ष्म अंतर विकसित होऊ शकते - प्रतिकार वाढवणे आणि आयन हस्तांतरण कार्यक्षमता कमी करणे. सध्याच्या पिढीतील सॉलिड स्टेट यूएव्ही बॅटरीजमध्ये, हे इंटरफेस व्यवस्थापन हे सायकल लाइफवर परिणाम करणाऱ्या प्राथमिक अभियांत्रिकी आव्हानांपैकी एक आहे.

सराव मध्ये UAV ऑपरेटरसाठी याचा अर्थ काय आहे

या भिन्न अधःपतन यंत्रणेचा निव्वळ परिणाम:व्यावसायिक UAV अनुप्रयोगांमध्ये सॉलिड स्टेट बॅटरीसामान्यत: समतुल्य LiPo पॅक पेक्षा कमी क्षमतेचे फेड प्रति सायकल - 80% क्षमता धारणावर 600 ते 900 चक्रे तुलनात्मक परिस्थितीत LiPo साठी 300 ते 500 च्या तुलनेत.

पण अधोगती अदृश्य किंवा शून्य नाही. सॉलिड स्टेट पॅक कालांतराने क्षमता गमावतात. दर धीमा आहे, यंत्रणा भिन्न आहेत आणि जीवनाच्या शेवटच्या वर्तनाचा अंदाज सामान्यतः जास्त आहे — परंतु बदली वेळापत्रकांचे नियोजन करणाऱ्या ऑपरेटरना अजूनही सॉलिड स्टेट पॅक कायमचे चालतात असे मानण्याऐवजी अधोगती लक्षात घेणे आवश्यक आहे.

सॉलिड स्टेट बॅटऱ्यांचा अधिक अंदाज लावता येणारा डिग्रेडेशन वक्र फ्लीट मॅनेजमेंटसाठी प्रत्यक्षात उपयुक्त आहे. सॉलिड स्टेट सेल्समधील क्षमता फिकट होणे अधिक रेषीय आणि अचानक कमी होण्यास प्रवण असते जे LiPo पॅक काहीवेळा जेव्हा जमा झालेले SEI नुकसान उंबरठ्यावर पोहोचते तेव्हा दिसून येते. ती रेखीयता बदलण्याची वेळ योजना करणे सोपे करते.

ZYEBATTERY चे डिग्रेडेशन डॉक्युमेंटेशन

ZYEBATTERYकेवळ प्रयोगशाळेच्या आदर्शांवरच नव्हे तर वास्तविक ऑपरेटिंग स्थिती चाचणीवर आधारित सॉलिड स्टेट लिथियम आयन आणि उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या लिथियम पॉलिमर UAV बॅटरीसाठी सायकल लाइफ आणि क्षमता धारणा डेटा प्रदान करते. रिप्लेसमेंट बजेट आणि फ्लीट मॅनेजमेंट शेड्यूल तयार करणाऱ्या ऑपरेटरसाठी, वास्तविक डिग्रेडेशन वक्र जाणून घेणे तितकेच महत्त्वाचे आहे जितके प्रारंभिक कार्यप्रदर्शन जाणून घेणे.

सॉलिड स्टेट बॅटरी खराब होतात. ते ते फक्त हळू करतात, अधिक अंदाजानुसार, आणि LiPo पॅकपेक्षा भिन्न कारणांसाठी बहुतेक ऑपरेटर बदलण्यासाठी वापरले जातात.