Chiny znalazły rozwiązanie problemu słabości baterii litowych

Dron w fazie testów. Zdjęcie: Instytut Fizyki Chemicznej w Dalian

Według Science Direct, szybki rozwój globalizacji znacząco zwiększył zapotrzebowanie na energię, co sprzyja poszukiwaniom nowych źródeł energii. Baterie litowe są obecnie preferowanym urządzeniem do magazynowania energii, stosowanym w wielu branżach, od dronów po pojazdy elektryczne...

Pomimo ogromnego potencjału, baterie litowe mają poważną słabość w niskich temperaturach. Podczas pracy w niskich temperaturach parametry wydajności baterii litowych, takie jak pojemność, moc wyjściowa i cykl życia, ulegają znacznemu pogorszeniu.

Badania pokazują, że w środowiskach o temperaturze poniżej -40 stopni Celsjusza pojemność baterii może spaść o 12%. Warto zauważyć, że na 38% terytorium Chin temperatury w ciągu roku mogą spaść poniżej -20 stopni Celsjusza, co stwarza wiele wyzwań dla baterii litowych.

16 marca dziennik „Science and Technology Daily” poinformował, że zespół badaczy z Instytutu Fizyki Chemicznej w Dalian pod kierownictwem Chen Zhongwei testował baterie litowe w dronach latających w ekstremalnie niskich temperaturach w mieście Mohe w prowincji Heilongjiang w północno-wschodnich Chinach.

Testowany dron działał niezawodnie w ekstremalnie niskich temperaturach, otwierając nowe możliwości w ekstremalnych operacjach powietrznych. Dzięki stabilnej pracy w temperaturze -36 stopni Celsjusza, akumulator zapewnia nieprzerwane zasilanie, co czyni go obiecującym rozwiązaniem dla krytycznych zastosowań, takich jak eksploracja polarna, patrolowanie granic, pomoc w przypadku klęsk żywiołowych i logistyka.

Podczas lotu testowego dron zachował stabilność i spełnił oczekiwania dotyczące wytrzymałości, pomimo niskich temperatur. Dron pomyślnie spełnił szereg kryteriów, w tym szybki start, zawis na dużej wysokości i skomplikowaną nawigację. Co więcej, akumulator utrzymał stabilną pojemność, bez spadków ani nieoczekiwanych spadków mocy w ekstremalnie niskich temperaturach.

Aby zapobiec degradacji baterii litowych w ekstremalnie niskich temperaturach, zespół badawczy z Instytutu Fizyki Chemicznej w Dalian udoskonalił urządzenie poprzez optymalizację formuły elektrolitu i modyfikację materiału anody, co znacznie rozszerzyło zakres temperatur pracy baterii. W rezultacie nowa bateria może zapewniać ciągłą moc w zakresie temperatur od -40°C do 50°C.

Dodatkowo, badacze poprawili zakres działania akumulatora w niskich temperaturach, stosując adaptacyjne zarządzanie temperaturą i konstrukcję o niskiej impedancji. W rezultacie spadek trwałości akumulatora w temperaturze -40°C wyniósł mniej niż 10%, co jest wynikiem znacznie lepszym od obecnej średniej wynoszącej 30-50%. Oznacza to, że nowy akumulator może pomóc dronom w wykonywaniu misji w zimnych, wysokogórskich obszarach bez konieczności częstego ładowania.

Pan Chen Zhongwei dodał, że zespół badawczy będzie nadal pracował nad poprawą wydajności baterii i rozszerzaniem zastosowań tego urządzenia w trudnych warunkach.