Nima uchun energiya zichligi muhims Drone/UAV bozorida
Dron sanoatining eksponentsial o'sishi batareya texnologiyasidagi yutuqlarga bog'liq. Ultra{1}}yuqori energiya zichligi uzoqroq parvozlar va ko‘p qirrali ilovalarni quvvatlantirishda muhim omilga aylanmoqda.
Yuqori energiya zichligi dronlarning uzoqroq uchishi va ko'proq og'irlik ko'tarishi mumkinligini anglatadi. Bu qobiliyat dronlardan foydalanishni fotografiyadan tashqari transport, kuzatuv va atrof-muhit monitoringini ham kengaytirish uchun juda muhimdir.
Tijorat uchuvchisiz samolyotlar uchun imtiyozlars & Atrof-muhitga ta'siri
Tijorat dronlar, ayniqsa paketlarni yetkazib berish va sanoat tekshiruvlarida ishlatiladiganlar, yuqori energiya zichligidagi batareyalardan juda katta foyda oladi. Ular bir quvvatlanish bilan uzoq masofalarni bosib o‘tishlari mumkin, bu esa ularni yanada samarali va tejamkorroq qiladi.
Yuqori energiya zichligidagi batareyalar ham ekologik jihatdan qulayroqdir. Ular uzoqroq xizmat qiladi va batareyalarni almashtirish chastotasini kamaytiradi, bu esa dron operatsiyalarining atrof-muhit izini kamaytiradi.
Batareyaning energiya zichligi nima?
Energiya zichligi - bu birlik fazoda yoki moddaning birlik massasida qancha energiya saqlanadi. Batareyaning energiya zichligi - bu batareyaning o'rtacha birlik hajmi yoki massasi tomonidan chiqarilgan elektr energiyasi, bu odatda ikki o'lchovga bo'linadi: og'irlik energiya zichligi va hajm energiya zichligi.
Batareyaning og'irligi energiya zichligini oddiygina quyidagi formula bilan hisoblash mumkin: Nominal kuchlanish (V) * Nominal quvvat (Ah) / Batareya og'irligi (kg)=o'ziga xos energiya yoki energiya zichligi (Vt/kg).
Har xil turdagi qayta zaryadlanuvchi batareyalarning energiya zichligi quyidagicha:
Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorning energiya zichligi 50-70 Vt / kg oralig'ida;
Nikel{0}}kadmiy batareyasining energiya zichligi 50-80 Vt/kg orasida;
Nikel{0}}metall gidrid batareyasining energiya zichligi 60-140 Vt/kg orasida;
Lityum ion batareyasining energiya zichligi-150-300 Vt/kg oralig'ida;
Qo'rg'oshin{0}}kislota akkumulyatorlari past energiya zichligiga ega. Agar ular oilaviy avtomobilni 200 km dan ortiq masofaga haydash uchun ishlatilsa, bu elektr transport vositalari uchun quvvat manbai sifatida foydalanish uchun juda og'ir bo'lgan deyarli 1 tonna batareyani talab qiladi. Yana bir sabab, Pb zaharli, ekologik toza emas va qo'rg'oshinli akkumulyatorlarning sikl unumdorligi- yomon. Holbuki, litiy{7}}ionli akkumulyatorlarning energiya zichligi taxminan 150~300 Vt/kg ni tashkil qiladi, bu esa qoʻrgʻoshin kislotali akkumulyatorlarnikidan ancha yuqori, shuningdek, sikl koʻrsatkichlariga koʻra, lityum{11}} yangi energiyali elektr transport vositalarini yaratish uchun eng yaxshi tanlovdir.
Hozirda bozorda yuqori{0}}energiyali-zichlikdagi lityum batareyalar uchun ikkita asosiy texnik yoʻnalish mavjud: tejamkor LiFePO4 batareyalari va oʻrta{3}}to{4}}yuqorigacha-litiy nikel marganets kobalt oksidi (NMC) batareyalari.
2015 yilda LiFePO4 batareyalari bozorning asosiy oqimi edi. O'sha paytda bozordagi aksariyat LiFePO4 akkumulyator tizimlarining energiya zichligi 70-90Wh/kg atrofida bo'lgan, NMC batareyalarining energiya zichligi esa ancha yuqori bo'lib, 130Wh/kg ga yetgan. Haydash oralig'iga sezgir bo'lgan yengil avtomobillar bozorini tezda ochish uchun Xitoy hukumati birinchi navbatda 2016 yilda yangi energiya vositalarini subsidiyalash siyosatida batareya quvvati zichligini mos yozuvlar ko'rsatkichi sifatida olishni taklif qildi. Energiya zichligi qanchalik yuqori bo'lsa, subsidiyalar shunchalik ko'p bo'ladi. LiFePO4 batareyalari va NMC batareyalarining bozor tuzilishi o'zgara boshladi va yirik avtomobil kompaniyalari NMC batareyalarini keng miqyosda almashtirishni boshladilar. 2019 yil iyun oyidan boshlab subsidiyalar bekor qilinishi va NMC lityum batareyalarining yuqori ishlab chiqarish narxi bilan LiFePO4 batareyalari bozorda asosiy energiya yechimiga aylandi. Bozor rivojlanishiga moslashish uchun barcha yirik akkumulyator ishlab chiqaruvchilari LiFePO4 + NMCning ikki qatorli strategiyasini boshladilar. Endi LiFePO4 batareyasi 210Wh/kg energiya zichligiga erishdi.
Qanday chegaraedthelityum polimer batareyalar energiya zichligi?
Lityum batareyaning to'rtta asosiy qismi mavjud: anod, katod, elektrod va diafragma, ularning barchasi batareyaning energiya zichligiga ta'sir qiladi. Elektrodlar esa kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladigan joylardir. Batareyalarning energiya zichligini oshirishning kaliti yangi elektrodlar materiallarini ishlab chiqish va ishlab chiqarish jarayonlarini yaxshilashdir.
Yuqoridagilardan shuni bilishimiz mumkinki, LiFeO4 va Ni Co Mn uchlik moddasidan tashkil topgan lityum batareyalarning energiya zichligi juda farq qiladi. Uchlik materiallarda Ni, Co va Mn ning turli nisbatlari ham batareyaning ishlashida farqlarga olib keladi. Ni ulushi qanchalik yuqori bo'lsa, batareyaning o'ziga xos quvvati shunchalik yuqori bo'ladi. Hozirda targ'ib qilinayotgan yuqori Ni-musbat katodli tizim batareyalari 240-300Wh/kg (hajm energiya zichligi 560Wh/L-650Wh/L) orasida massa energiya zichligiga ega.
Lityum batareyalar bozoridagi asosiy anod materiali asosan grafit (uglerod{0}}asosidagi material), ammo uglerodga asoslangan materiallarning hozirgi energiya zaxirasi- nazariy yuqori chegaraga yaqin. Kremniyga asoslangan anod materiallarining o'ziga xos sig'imi 4200 mAh/g ga yetishi mumkin, bu grafit anodlarining nazariy o'ziga xos quvvati 372 mAh/g dan ancha yuqori. Silikon uglerod anodining kiritilishi bilan batareya xujayrasining massa energiya zichligi 300-400Wh / kg ga ko'tariladi (hajm energiya zichligi 630Wh / L-750Wh / L), shu bilan grafit anodining kuchli o'rnini bosuvchi bo'ladi.
Xulosa
Kelajak texnologiyalarning potentsial integratsiyasi bilan istiqbolli ko'rinadi, bu esa dron batareyalarining energiya zichligini yanada oshirishi mumkin. Dron akkumulyatorlaridagi ultra-yuqori energiya zichligi nafaqat texnik yaxshilanish, balki dronlarning keyingi avlodini quvvatlaydigan transformatsiya hamdir. Ushbu texnologiya taraqqiy etar ekan, u yangi imkoniyatlarni ochib beradi va dronlarning nimalarga erishishi mumkinligini qayta aniqlaydi. Yaqin kelajakda yangi avlod kelishiga tayyor bo'laylik!
