Kina hittar lösning för att övervinna svagheten i litiumbatterier

Drönare i testning. Foto: Dalian Institute of Chemical Physics

Enligt Science Direct har den snabba globaliseringens utveckling avsevärt ökat efterfrågan på energi, vilket främjat sökandet efter nya energikällor. Litiumbatterier är den föredragna energilagringsenheten idag och finns i många branscher, från drönare till elfordon...

Trots sin stora potential har litiumbatterier en allvarlig svaghet vid låga temperaturer. Vid drift i lågtemperaturmiljöer minskar litiumbatteriernas prestandamått som kapacitet, uteffekt och livslängd avsevärt.

Studier visar att batterikapaciteten kan minskas med 12 % i miljöer med temperaturer under -40 grader Celsius. Det är värt att notera att 38 % av Kinas territorium sannolikt kommer att uppleva temperaturer under -20 grader Celsius under året, vilket innebär många utmaningar för litiumbatterier.

Den 16 mars rapporterade Science and Technology Daily att ett team av forskare från Dalian Institute of Chemical Physics lett av Chen Zhongwei testat litiumbatterier i drönare som flög i extremt låga temperaturer i Mohe City, Heilongjiang-provinsen, nordöstra Kina.

Drönaren som testades presterade tillförlitligt i extremt låga temperaturer, vilket öppnar upp för ny potential för extrema luftburna operationer. Genom att bibehålla stabil prestanda vid -36 grader Celsius säkerställer batteriet oavbruten strömförsörjning, vilket gör den till en lovande lösning för kritiska tillämpningar som polarutforskning, gränspatrullering, katastrofhjälp och logistik.

Under testflygningen förblev drönaren stabil och uppfyllde förväntningarna på uthållighet trots det kalla vädret. Drönaren uppfyllde framgångsrikt en rad kriterier, inklusive snabb uppstart, hovring på hög höjd och komplex ruttnavigering. Dessutom bibehöll batteriet en stabil kapacitet, utan några batteriförluster eller oväntade strömförluster under extrema kalla förhållanden.

För att övervinna nedbrytningen av litiumbatterier under extrem kyla förbättrade forskargruppen vid Dalian Institute of Chemical Physics enheten genom att optimera elektrolytformeln och modifiera anodmaterialet, vilket avsevärt utökade batteriets driftstemperaturområde. Som ett resultat kan det nya batteriet ge kontinuerlig effekt över ett temperaturområde på -40 °C till 50 °C.

Dessutom förbättrade forskarna batteriets räckvidd i kallt väder genom att använda adaptiv värmehantering och lågtemperaturimpedansdesign. Som ett resultat var batteriets hållbarhetsförlust vid -40 °C mindre än 10 %, betydligt bättre än det nuvarande genomsnittet på 30–50 %. Det innebär att det nya batteriet kan hjälpa drönare att slutföra uppdrag i kalla områden på hög höjd utan frekvent laddning.

Chen Zhongwei tillade att forskargruppen kommer att fortsätta förbättra batteriets prestanda och utöka användningen av den här enheten i tuffa miljöer.

Kommentar (0)