飛行可能會帶來壓力，尤其是對于為無人機(jī)提供動力的鋰離子電池而言。這些細(xì)胞承受的壓力過大會導(dǎo)致?lián)p壞并縮短設(shè)備的整體使用壽命?！禔CS Energy Letters》的研究表明，改進(jìn)垂直起降的空中電動車輛的電池具有潛力。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的電解質(zhì)來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并表示“壓力過大”的電池也可以在不太劇烈的應(yīng)用中獲得第二次生命。
鋰離子電池 (LiB) 因其能夠在相對較小且較輕的封裝中容納大量電力而廣受歡迎。但它們并不完美，尤其是當(dāng)需要在短時(shí)間內(nèi)從電池中提取大量電力時(shí)。
例如，無人機(jī)在起飛過程中會給電池帶來很大的壓力。雖然業(yè)余無人機(jī)傳統(tǒng)上使用鋰離子聚合物電池而不是鋰電池，但后者的高能量密度更適合重型無人機(jī)，例如那些將貨物運(yùn)送到偏遠(yuǎn)地區(qū)的無人機(jī)。為了更好地了解升空等高應(yīng)變事件如何影響 LiB 穩(wěn)定性，Ilias Belharouak、Marm Dixit 及其同事對一組 LiB 施加了“壓力”，并研究了它們的性能如何變化。
研究人員制造了一組鋰電池，其中包含專門設(shè)計(jì)的快速充電和放電電解質(zhì)。然后，他們在 45 秒內(nèi)耗盡了電池最佳容量(即電池可存儲的總能量)的 15 倍。這個(gè)過程模擬了垂直起飛過程中所需的快速、高功率消耗，也稱為放電。
在初始放電脈沖之后，電池以更正常的放電速率進(jìn)一步放電，然后再充電。研究小組發(fā)現(xiàn)，在這些高應(yīng)力條件下，所有測試的電池都無法持續(xù)超過 100 個(gè)周期，大多數(shù)電池在 85 個(gè)周期左右開始表現(xiàn)出性能下降。
在受到“壓力”后，研究人員對鋰電池進(jìn)行了更正常、更低速率的功率消耗。在該實(shí)驗(yàn)中，他們觀察到電池在低倍率條件下部分保留了其容量，但當(dāng)再次置于快速電流消耗條件下時(shí)很快就會失效。
這些結(jié)果表明，通常用于無人機(jī)的鋰電池可能不具備長期、高壓力使用所需的特性，但它們可以退役并滿足其他應(yīng)用中更典型的電源需求，例如電源的備用電池和能源網(wǎng)存儲。研究人員表示，需要做更多的工作來開發(fā)更適合垂直起飛和其他高功率需求應(yīng)用的替代電池技術(shù)。
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