Kina finner løsning for å overvinne svakheten i litiumbatterier

Drone i testing. Foto: Dalian Institute of Chemical Physics

Ifølge Science Direct har den raske utviklingen av globalisering økt etterspørselen etter energi betydelig, og dermed fremmet søket etter nye energikilder. Litiumbatterier er den foretrukne energilagringsenheten i dag, og finnes i mange bransjer, fra droner til elektriske kjøretøy...

Til tross for sitt store potensial har litiumbatterier en alvorlig svakhet ved lave temperaturer. Når de brukes i miljøer med lav temperatur, reduseres ytelsesmålinger for litiumbatterier som kapasitet, utgangseffekt og levetid betydelig.

Studier viser at batterikapasiteten kan reduseres med 12 % i miljøer med temperaturer under -40 grader Celsius. Det er verdt å merke seg at 38 % av Kinas territorium sannsynligvis vil oppleve temperaturer under -20 grader Celsius i løpet av året, noe som skaper mange utfordringer for litiumbatterier.

Den 16. mars rapporterte Science and Technology Daily at et team av forskere fra Dalian Institute of Chemical Physics, ledet av Chen Zhongwei, testet litiumbatterier i droner som flyr i ekstremt lave temperaturer i Mohe City i Heilongjiang-provinsen i Nordøst-Kina.

Dronen som ble testet, fungerte pålitelig i ekstremt lave temperaturer, noe som åpnet for nytt potensial for ekstreme luftbårne operasjoner. Ved å opprettholde stabil ytelse ved -36 grader Celsius sikrer batteriet uavbrutt strømforsyning, noe som gjør den til en lovende løsning for kritiske applikasjoner som polarutforskning, grensepatrulje, katastrofehjelp og logistikk.

Under testflyvningen holdt dronen seg stabil og oppfylte forventningene til utholdenhet til tross for det kalde været. Dronen fullførte en rekke kriterier, inkludert rask oppstart, sveving i stor høyde og kompleks rutenavigasjon. Videre opprettholdt batteriet en stabil kapasitet, uten fall eller uventet strømtap under ekstreme kalde forhold.

For å overvinne nedbrytningen av litiumbatterier under ekstreme kuldeforhold, forbedret forskerteamet ved Dalian Institute of Chemical Physics enheten ved å optimalisere elektrolyttformelen og modifisere anodematerialet, noe som utvidet batteriets driftstemperaturområde betydelig. Som et resultat kan det nye batteriet gi kontinuerlig strøm over et temperaturområde fra -40 °C til 50 °C.

I tillegg forbedret forskerne batteriets rekkevidde i kaldt vær ved å bruke adaptiv termisk styring og lavtemperaturimpedansdesign. Som et resultat var batteriets tap av holdbarhet ved -40 °C mindre enn 10 %, betydelig bedre enn dagens gjennomsnitt på 30–50 %. Dette betyr at det nye batteriet kan hjelpe droner med å fullføre oppdrag i kalde områder i høy høyde uten hyppig lading.

Chen Zhongwei la til at forskerteamet vil fortsette å forbedre batteriets ytelse og utvide bruken av denne enheten i tøffe miljøer.