드론 솔리드 스테이트 리튬 배터리는 어떻게 작동합니까?

전통적인 리튬 폴리머 (LIPO) 배터리가 주류가되었지만 안전 및 에너지 밀도 병목 현상이 점점 두드러지고 있습니다. 액체 전해질에 의존하는 전통적인 리튬 이온 배터리와 달리 고체 배터리는 완전히 다른 접근 방식을 채택합니다. 이 혁신적인 디자인은 더 높은 에너지 밀도, 더 큰 안전성 및 더 긴 서비스 수명을 제공 할 것으로 예상됩니다.

솔리드 스테이트 배터리는 실험실에서 응용 분야의 최전선으로 이동하고 있습니다. 그렇다면이 매우 기대되는이 기술은 정확히 어떻게 작동합니까? 드론의 미래를 어떻게 바꿀 것인가?

고형 상태 배터리의 작업 공정은 거시적으로 리튬-폴리머 배터리의 것과 유사하며, 여전히 양극과 음성 전극 사이의 리튬 이온의 이동을 포함합니다. 그러나 마이크로 수준의 구현 방법은 차이의 세계를 가져옵니다.

고체 전해질 : 일반적으로 세라믹, 황화물 또는 중합체와 같은 특수 고체 물질로 만들어집니다. 이들 물질은 이온 전도도가 매우 높기 때문에 리튬 이온이 빠르게 통과되면서 전자를 절연시켜 전도와 분리의 두 가지 주요 기능을 완벽하게 결합시킨다.

고용량 전극

양극 혁신 : 솔리드 스테이트 배터리의 가장 흥미로운 잠재력 중 하나는 리튬 금속을 양극으로 직접 사용하는 기능입니다. 이는 고체 전해질이 리튬 수상 돌기의 성장을 효과적으로 억제 할 수 있고, 분리기를 통한 수상 돌기가 액체 배터리의 단락 및 화재의 주요 원인이기 때문이다.

양의 전극 업그레이드 : 고전압 및 고용량 양성 전극 재료 (예 : 높은 Nickel 3 배, 리튬이 풍부한 망간 기반 또는 황 포지티브 전극)를 결합함으로써 전체 배터리 시스템의 에너지 전위를 완전히 이용할 수 있습니다.

작업 과정

배터리가 충전되거나 배출되면, 리튬 이온 (li⁺)은 고체 전해질을 통한 전기장의 영향 하에서 양극과 음극 사이에서 앞뒤로 움직이며, 이는 고체 "브리지"역할을한다. 전자 (e flow)는 외부 회로를 통해 흐르고, 전류를 형성하여 무인 공중 차량에 전원을 공급합니다.

솔리드 스테이트 배터리 설계에서 액체 전해질을 대체 할 수있는 것은 무엇입니까?

전통적인 리튬 이온 배터리에서, 액체 전해질은 충전 및 배출 사이클 동안 양극과 음극 사이의 이온 전파를위한 매체 역할을한다. 그러나 솔리드 스테이트 배터리 설계는이 액체를 동일한 기능을 수행하는 고체 재료로 대체합니다. 이 고체 전해질은 세라믹, 폴리머 또는 황화물을 포함한 다양한 재료로 만들어 질 수 있습니다.

고체 전해질 재료의 선택은 배터리의 성능, 안전성 및 제조 가능성에 직접적인 영향을 미치므로 매우 중요합니다.

중합체 전해질은 유기 물질로 만들어지며 일련의 다른 장점이 있습니다.

1. 유연성 : 사이클링 공정 동안 전극의 부피 변화에 적응할 수 있습니다.

2. 제조 쉬운 : 중합체 전해질은 더 간단하고 비용 효율적인 방법을 사용하여 처리 할 수 ​​있습니다.

3. 개선 된 인터페이스 : 일반적으로 전극과 더 나은 인터페이스를 형성하여 저항을 줄입니다.

사용 된 고체 전해질의 유형에 관계없이 고체 배터리 설계의 주요 과제 중 하나는 전해질과 전극 사이의 인터페이스를 최적화하는 것입니다. 전극 표면에 접착하기 쉬운 액체 전해질과 달리, 고체 전해질은 우수한 접촉 및 효율적인 이온 전달을 보장하기 위해 신중하게 설계되어야합니다.

연구원들은 다음을 포함하여 이러한 인터페이스를 개선하기위한 다양한 전략을 모색하고 있습니다.

1. 표면 코팅 : 전극 또는 전해질에 얇은 코팅을 가해 호환성 및 이온 전달을 향상시킵니다.

2. 나노 구조화 된 인터페이스 : 표면적을 높이고 이온 교환을 개선하기 위해 인터페이스에서 나노 스케일 기능을 만듭니다.

3. 압력 보조 어셈블리 : 배터리 조립 공정에서 제어 압력이 사용됩니다.

결론:

솔리드 스테이트 배터리의 작동 원리는 단순한 재료 교체품 일뿐 만 아니라 액체 이온 이동에서 고체 이온 전도로 이동하는 패러다임 혁명입니다. 견고한 "고체 이온 브리지"를 통해보다 안전하고 효율적으로 에너지를 제공합니다. 드론의 경우 배터리 교체에 관한 것이 아닙니다. 그것은 새로운 비행 시대의 시작을 나타냅니다.

Zyebattery는 항상 최첨단 에너지 기술에 중점을 두었습니다. 우리는 솔리드 스테이트 배터리와 같은 차세대 기술의 개발을 면밀히 따르며 향후 시장에 더 안전하고 강력한 드론 파워 솔루션을 제공하여 고객이 더 높고 더 안전하고 안전하게 비행 할 수 있도록 노력하고 있습니다.