Kas tahkisaku kasutab liitiumi?

Kas aTahkisakuKas kasutada liitiumi? 

Jah – aga mitte samal viisil

Jah,tahkispatareidkasutage liitiumi. See osa on otsekohene. Veelgi huvitavam – ja kasulikum kõigile, kes püüavad mõista, miks tahkisakud toimivad tavapärastest erinevalt – on liitiumi kasutamine ja mis muutub, kui vedelate elektrolüütide konstruktsioonilt tahkele akule üle minna.

Erinevus ei seisne ainult tehnilistes detailides. See selgitab jõudluse väiteid, mida näete pooljuhtaku turunduses, ja aitab teil hinnata, kas need väited kehtivad konkreetse aku kohta, mida kaalute.

Liitiumi roll kõigis akudes

Igas liitiumpatareis – tahkes olekus või tavalises – on tööioon liitium. Laadimise ajal lahkuvad liitiumioonid katoodilt (positiivne elektrood), liiguvad läbi elektrolüüdi ja hoitakse anoodil (negatiivne elektrood). Tühjenemise ajal muutub see protsess vastupidiseks: liitiumioonid liiguvad anoodilt tagasi läbi elektrolüüdi katoodile ja sellel liikumisel vabanev energia annab droonile toite.

Elektrolüüdi ülesanne on lihtsalt lasta liitiumioonidel sellest läbi minna, blokeerides samal ajal elektronid, mis on sunnitud liikuma läbi välise vooluringi, andes mootoritele toite. Olenemata sellest, kas see elektrolüüt on vedel või tahke, teeb liitium sama põhitööd.

Muutub see, kus liitiumi anoodil hoitakse ja kui tõhusalt see salvestatakse.

Kuidas tavalised akud liitiumi anoodil hoiavad

Tavalistes liitiumpolümeerakudes on anood valmistatud grafiidist. Liitiumioonid ei kogune lihtsalt grafiidile – nad interkaleeruvad, mis tähendab, et nad libisevad grafiidi kristallstruktuuri süsinikuaatomite kihtide vahel. Iga grafiidiüksus mahutab ainult kindla arvu liitiumiioone, mille määrab selle kristallide geomeetria.

See interkalatsioonimehhanism on stabiilne ja hästi arusaadav, kuid see seab kõva lae sellele, kui palju liitiumi grafiidianood suudab ühe grammi materjali kohta salvestada. See ülemmäär on osa sellest, mis piirab tavaliste LiPo akude energiatihedust pakendi tasemel ligikaudu 200–260 Wh/kg – olenemata sellest, kui hea on ülejäänud disain.

Kuidas pooljuhtakud saavad liitiumi erinevalt kasutada

See on koht, kus tahkekujuline disain loob sisuka esinemisvõimaluse.

Kuna tahked elektrolüüdid võivad füüsiliselt blokeerida dendriidi läbitungimise – metallniidid, mis muudavad liitiummetalli anoodid vedelelektrolüütpatareides ohtlikuks –, võivad tahkisakud asendada grafiitanoodid puhta liitiummetalliga.

Liitiummetall ei interkaleeru. See plaadib ja ribastub laadimise ja tühjendamise ajal otse puistemetalliks. Ja liitiummetall salvestab umbes 10 korda rohkem liitiumiioone grammi kohta kui grafiit.

Tulemus: liitiummetalli anoodiga pooljuhtaku ei saavuta sama energiatiheduse ülemmäära kui grafiitanoodi konstruktsioon. See on arhitektuur 350–400+ Wh/kg pakenditasemel, mis on seotud täiustatud tahkisakudega – arvud, mida ei ole võimalik saavutada grafiitanoodidega, olenemata elektrolüüdi tüübist.

Miks on see eristus toodete hindamisel oluline?

Mitte kõik pooljuhtakud ei kasuta liitiummetallianoode. Esimese põlvkonna tahkiskonstruktsioonid säilitavad sageli grafiidianoodid ja asendavad ainult elektrolüüti. Need akud tagavad LiPo-ga võrreldes parema ohutuse ja tsükli eluea – tõelised eelised –, kuid nende energiatihedus on sarnane tavaliste liitiumioonakudega, mitte oluliselt suurem.

Kui näete pooljuhtakut, mille võimsus on 350+ Wh/kg, on selle numbri taga liitiummetalli anood. Kui näete, et üks väidetavalt on 210–240 Wh/kg, kasutab see peaaegu kindlasti grafiiti – elektrolüüt muutus, kuid anood mitte.

UAV-operaatorid, kes valivad pooljuhtvalikute vahel, küsivad "kas see aku kasutab liitiummetalli anoodi või grafiiti?" ütleb teile kohe, kas energiatiheduse väited põhinevad tahke oleku täielikul eelisel või ainult elektrolüütide asendamisel.

ZYEBATTERY anoodiarhitektuuri dokumentatsioon

ZYEBATTERYpakub anoodiarhitektuuri spetsifikatsioone tahkis-liitiumioon- ja suure jõudlusega liitiumpolümeer-UAV-akude jaoks – kuna teadmine, kas anoodil on liitiummetall või grafiit, määrab, kas spetsifikatsioonilehel olevad energiatiheduse numbrid pärinevad täisfaasiprojektist või hübriidmeetodist.

Tahkispatareidkasutage liitiumi. Kasulikum küsimus on, kus ja kuidas – ja sellel küsimusel on konkreetne dokumenteeritav vastus.