सॉलिड स्टेट बॅटरी कशी काम करते?

कसे करते असॉलिड स्टेट बॅटरीकाम? UAV ऑपरेटर्ससाठी एक साधे स्पष्टीकरण

कसे समजून घेणे असॉलिड स्टेट बॅटरीकामांसाठी रसायनशास्त्र पदवी आवश्यक नाही. यासाठी तुम्हाला आधीपासून परिचित असलेल्या बॅटरींमधील 1 महत्त्वाचा फरक समजून घेणे आवश्यक आहे — आणि नंतर तो फरक काय बदलतो याचे तर्क अनुसरण करा.

सॉलिड स्टेट बॅटरी ऑपरेशनचे स्पष्ट स्पष्टीकरण येथे आहे, जे ड्रोन बनवणाऱ्या लोकांपेक्षा ड्रोन उडवणाऱ्या लोकांसाठी लिहिलेले आहे.

प्रत्येक बॅटरी काय करते ते सुरू करा

प्रत्येक बॅटरी - फोनची बॅटरी,ड्रोन बॅटरी, कार बॅटरी — समान मूलभूत कार्य करते. हे रासायनिक ऊर्जा साठवते आणि मागणीनुसार तिचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करते.

प्रत्येक लिथियम बॅटरीमध्ये 3 आवश्यक घटक असतात: कॅथोड नावाचा सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एनोड नावाचा नकारात्मक इलेक्ट्रोड आणि त्यांच्या दरम्यान बसलेला इलेक्ट्रोलाइट नावाचा मध्यम स्तर. चार्जिंग दरम्यान, लिथियम आयन कॅथोडमधून, इलेक्ट्रोलाइटद्वारे आणि एनोडमध्ये जातात - त्या व्यवस्थेमध्ये ऊर्जा साठवतात. डिस्चार्ज दरम्यान, ते आयन उलट दिशेने परत जातात आणि त्या हालचालीमध्ये सोडलेली ऊर्जा ड्रोनच्या मोटर्सला शक्ती देते.

इलेक्ट्रोलाइटचे कार्य विशिष्ट आहे: लिथियम आयनमधून जाऊ द्या, परंतु इलेक्ट्रॉन अवरोधित करा. इलेक्ट्रॉन्सना बाह्य सर्किटमधून प्रवास करावा लागतो — मोटर कंट्रोलर्स, मोटर्स आणि फ्लाइट इलेक्ट्रॉनिक्सच्या माध्यमातून — ज्या प्रकारे ते उपयुक्त कार्य करतात. जर इलेक्ट्रॉन थेट इलेक्ट्रोलाइट ओलांडू शकतील, तर बॅटरी लगेच शॉर्ट सर्किट होईल.

काय सॉलिड स्टेट वेगळे बनवते

पारंपारिक लिथियम पॉलिमर बॅटरीमध्ये, इलेक्ट्रोलाइट हे द्रव किंवा जेल असते - विशेषतः, विरघळलेले लिथियम लवण असलेले सेंद्रिय सॉल्व्हेंट. ते चांगले चालते. ते ज्वलनशील, तापमान-संवेदनशील देखील आहे आणि इलेक्ट्रोड पृष्ठभागांसह रासायनिक अभिक्रियांद्वारे कालांतराने खराब होते.

सॉलिड स्टेट बॅटरी त्या द्रवाची जागा घन पदार्थाने घेते. घन इलेक्ट्रोलाइट अजूनही तेच कार्य करते - इलेक्ट्रॉन अवरोधित करताना लिथियम आयन जाऊ देणे - परंतु ते मूलभूतपणे भिन्न भौतिक यंत्रणेद्वारे करते.

आयन द्रवातून वाहून जाण्याऐवजी, ते स्फटिकासारखे किंवा अनाकार घन रचनेतून फिरतात, सामग्रीमधील आयन-संवाहक साइट्समध्ये फिरतात. इलेक्ट्रोलाइट रसायनशास्त्रावर अवलंबून, ते घन पदार्थ सिरॅमिक असू शकतात (जसे की LLZO — लिथियम लॅन्थॅनम झिरकोनियम ऑक्साइड), पॉलिमर किंवा सल्फाइड संयुगे. प्रत्येकाची आयन चालकता, तापमान कार्यप्रदर्शन आणि उत्पादन वैशिष्ट्ये भिन्न आहेत.

कामगिरी बद्दल काय बदल

इलेक्ट्रोलाइट आता घन झाल्यामुळे, एकाच वेळी अनेक गोष्टी बदलतात:

आगीचा धोका लक्षणीयरीत्या कमी होतो. द्रव इलेक्ट्रोलाइट्स ज्वलनशील बनवणारे सेंद्रिय सॉल्व्हेंट उपस्थित नाही. लिथियम बॅटरीला आग लागणाऱ्या थर्मल रनअवे क्रमामध्ये प्रज्वलित करण्यासारखे काहीही नाही. यांत्रिकरित्या खराब झालेले सॉलिड स्टेट सेल आगीचा धोका होण्याऐवजी कार्य गमावते.

सेल लिथियम मेटल एनोड सामावून घेऊ शकतो. लिक्विड-इलेक्ट्रोलाइट बॅटरीमध्ये, लिथियम मेटल एनोड्समुळे डेंड्राइटची वाढ होते - धातूचे तंतू जे शेवटी सेलला शॉर्ट सर्किट करतात. घन इलेक्ट्रोलाइट्स भौतिकरित्या डेंड्राइटच्या प्रवेशास अवरोधित करण्यासाठी पुरेसे दाट असतात, ज्यामुळे लिथियम धातूचे एनोड व्यवहार्य बनतात. लिथियम धातू पारंपारिक बॅटरीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ग्रेफाइट एनोड्सपेक्षा प्रति ग्रॅम अंदाजे 10 पट जास्त ऊर्जा साठवते — जे सॉलिड स्टेट बॅटरी ऊर्जा घनतेच्या फायद्यांचे स्त्रोत आहे.

ऱ्हास मंदावतो. लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट्स शेकडो चार्ज चक्रांवर इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर हळूहळू प्रतिक्रिया देतात, ज्यामुळे थर तयार होतात जे अंतर्गत प्रतिकार वाढवतात आणि क्षमता कमी करतात. घन इलेक्ट्रोलाइट्स अधिक रासायनिकदृष्ट्या स्थिर असतात, इलेक्ट्रोड सामग्रीसह अधिक हळूहळू प्रतिक्रिया देतात. त्या स्थिरतेमुळे सॉलिड स्टेट बॅटरी तुलनात्मक ऑपरेटिंग परिस्थितीत दीर्घकाळ सायकलचे आयुष्य दर्शवतात.

काय बदलले नाही

मूलभूत ऑपरेशन — कॅथोड आणि एनोडमध्ये इलेक्ट्रोलाइटद्वारे लिथियम आयन पुढे-मागे फिरणे — तुम्ही आधी वापरलेल्या प्रत्येक लिथियम बॅटरीसारखेच आहे. व्होल्टेज श्रेणी समान आहे. चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रक्रिया समान तत्त्वांचे पालन करते. सेल व्होल्टेजचे निरीक्षण करण्यासाठी, संतुलन व्यवस्थापित करण्यासाठी आणि गैरवर्तन परिस्थितीपासून संरक्षण करण्यासाठी बॅटरीला अद्याप बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीची आवश्यकता आहे.

सॉलिड स्टेट ही वेगळ्या प्रकारची ऊर्जा साठवण नाही. हा समान प्रकार आहे, 1 घटकासह — इलेक्ट्रोलाइट — पारंपारिक लिथियम बॅटरी रसायनशास्त्रातील सर्वात लक्षणीय मर्यादा दूर करणाऱ्या मार्गाने पुन्हा डिझाइन केले आहे.

ZYEBATTERY च्या सॉलिड स्टेट UAV बॅटरीज

ZYEBATTERYव्यावसायिक ड्रोन अनुप्रयोगांसाठी सॉलिड स्टेट लिथियम आयन आणि उच्च-कार्यक्षमता लिथियम पॉलिमर यूएव्ही बॅटरी विकसित करते. तंत्रज्ञान कसे कार्य करते हे समजून घेणे हा कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये का भिन्न आहेत हे समजून घेण्याचा प्रारंभिक बिंदू आहे — आणि केवळ विशिष्ट पत्रक क्रमांकांऐवजी वास्तविक आकलनावर आधारित बॅटरी निर्णय घेणे.