飛行可能會(huì)帶來(lái)壓力，尤其是對(duì)于為無(wú)人機(jī)提供動(dòng)力的鋰離子電池而言。這些細(xì)胞承受的壓力過(guò)大會(huì)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(dòng)車(chē)輛的電池具有潛力。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的電解質(zhì)來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，并表示“壓力過(guò)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(duì)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(wú)人機(jī)在起飛過(guò)程中會(huì)給電池帶來(lái)很大的壓力。雖然業(yè)余無(wú)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(wú)人機(jī)，例如那些將貨物運(yùn)送到偏遠(yuǎn)地區(qū)的無(wú)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(duì)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(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的快速充電和放電電解質(zhì)。然后，他們?cè)?45 秒內(nèi)耗盡了電池最佳容量(即電池可存儲(chǔ)的總能量)的 15 倍。這個(gè)過(guò)程模擬了垂直起飛過(guò)程中所需的快速、高功率消耗，也稱(chēng)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(cè)試的電池都無(wú)法持續(xù)超過(guò) 100 個(gè)周期，大多數(shù)電池在 85 個(gè)周期左右開(kāi)始表現(xiàn)出性能下降。
在受到“壓力”后，研究人員對(duì)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(huì)失效。
這些結(jié)果表明，通常用于無(wú)人機(jī)的鋰電池可能不具備長(zhǎng)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(chǔ)。研究人員表示，需要做更多的工作來(lái)開(kāi)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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