Háhraða rafhlaða vs venjuleg rafhlaða

1.. „Kraftvatnsskipið“ í lífinu: Mismunurinn á hleðsluhraða

Hefur þú einhvern tíma lent í skyndilegu frystingu þegar þú heldur á rafmagns skrúfjárni til að skrúfa skrúfu? Þegar dróninn biður um að rafhlaðan sé lítil um leið og hún tekur af stað, hefur þú einhvern tíma velt því fyrir þér hvort hún hafi verið greinilega fullhlaðin? Svörin við þessum spurningum eru oft falin í „margfaldaranum“ rafhlöðunnar. Í stafrænni vöru í dag eru kröfur okkar um rafhlöður ekki lengur eins einfaldar og „stór afkastageta“. Venjulegar farsíma rafhlöður þurfa stöðugan líftíma rafhlöðunnar, rafmagnstæki þurfa augnablik sprengiefni og drónar þurfa viðvarandi mikla afköst - Árangur rafhlöður er mjög breytilegur í mismunandi sviðsmyndum. Kjarni þessa mismun er „hleðslan - losunarhraði“.

Nauðsynlegur munur á háu - hlutfall rafhlöður og hægt er að draga saman venjulegar rafhlöður með tveimur lykilorðum: hraða og styrk. Venjulegar rafhlöður eru eins og skokkarar, sem geta sent frá sér stöðugt en skortir sprengiefni; High - Rate rafhlöður eru eins og spretti, sem geta sprettir samstundis og viðhalda ástandi þeirra meðan á háu- var styrkt.

2.

(1) Hvað er „C“? Skilja „hraðakóða“ rafhlöðunnar

Í rafhlöðubreytum sjáum við oft lógó eins og „3C“ og „10C“. This "C" stands for charge-discharge ratio, which is a measure of the battery's ability to charge and discharge per unit time. 1C means that the battery can be fully charged and discharged within 1 hour, 3C can be completed in 20 minutes, and the high-rate battery used in drones can even reach 100C - which is equivalent to losar 1 klukkustund af krafti á 36 sekúndum.

Venjulegar rafhlöður hafa venjulega losunarhraða á milli 0,5C - 2C og þolir oft aðeins strauma innan 1C við hleðslu. Ef þú hleðst með valdi með venjulegri rafhlöðu með 3C straumi, þá er það eins og að tengja eldvarnarmann við vatnsrör - Rafhlaðan mun fella litíummálm inni í rafhlöðunni vegna þess að litíumjónir hafa ekki haft tíma til að fella neikvæða rafskautið og mynda „litíum dendrites“. Þessir nálarlíkir kristallar geta stungið aðskilnaðarhimnuna og valdið dempingu rafhlöðu við ljós eða stutt hringrás.

)

Kjarnakostir hás - hraða rafhlöður endurspeglast í tveimur þáttum:

Losunargeta:Venjulegar rafhlöður munu fljótt „sleppa spennu“ þegar þeir eru gefnir út með háan straum, rétt eins og gamlir farsímar myrkvast skyndilega þegar þú spilar leiki. Hár - hraða rafhlöður geta viðhaldið spennu stöðugri, svo sem 100C dróna rafhlöðu, sem getur samstundis sent meira en 10 sinnum strauminn af venjulegum rafhlöðum, sem styður sprengiefni snúnings skrúfu frá kyrrstöðu til hás - hraða snúnings.

Hleðsluhraði:Þrátt fyrir að hleðsluhraðinn sé venjulega lægri en losunarhraðinn (venjulega 1/2 - 1/3 af losunarhraðanum), geta háhraða rafhlöður samt náð skjótum endurnýjun orku. Rafhlöður losnar við 3C stuðning að minnsta kosti 1C hraðhleðslu, sem er meira en 3 sinnum hraðar en 5V/1A hleðslu skilvirkni venjulegra rafhlöður.

Hins vegar er þessi „stórveldi“ kostnaður - Framleiðslukostnaðurinn há - Rate rafhlöður er 30% - 50% hærri en venjulegar rafhlöður. Fjárfestingin í sérstöku efni og nákvæmni handverks gerir það að verkum að hún getur ekki skipt um venjulegar rafhlöður í lágmarkskostnaðartækjum eins og farsímum og fjarstýringum.

Samanburður á kostnaði: Hár - Rate rafhlöður Vs. Hefðbundnar rafhlöður

3. Sviðsmyndir ákvarða eftirspurnina: hvaða tæki verða að vera mikil - Ratelies?

(1) Drónar: Af hverju verðum við að nota hátt - Rafhlöður?

Þegar skrúfur drónsins snúast við 500 snúninga á sekúndu þarf burstalaus mótor hans meira en 20 sinnum strauminn af venjulegum leikfangabíl. Venjulegar rafhlöður munu strax „slá“ undir þetta álag, en hátt - Rate rafhlöður geta stöðugt sent frá sér stöðugan straum af þremur lykilástæðum:

Sprengiefni á flugtaki:Dróninn þarf að vinna bug á þyngdaraflinu þegar hann tekur lóðrétt og mótorstraumurinn er þrisvar sinnum meiri en skemmtisigling. 100C rafhlaðan eykur strauminn úr 0 til 30a á aðeins 0,1 sekúndum og tryggir slétta töku - slökkt fyrir flugvélina.

Núverandi sveiflur í aðgerðum aðgerða:Sveima, hraða, hreyfa hlið og aðrar aðgerðir munu valda róttækum breytingum á straumi og venjulegar rafhlöður munu „lækka hátt“ vegna spennu óstöðugleika. Hátt - rafhlöður eru með mjög lítið innra viðnám (venjulega minna en 20 milliohms) og geta séð um sveiflur eins og skipulega aflgjafa.

Jafnvægi milli þyngdar og sviðs:Drónar eru þyngd - viðkvæmir og ekki er hægt að auka það með því að auka rafhlöðugetu. High - Rate rafhlöður geta sent frá sér meiri orku í sömu þyngd, svo sem 2000mAh 100C rafhlöðu, sem í raun varir lengur en 4000mAh rafhlaða.

Acey - cal - uavRafhlöðupakka samsetningarlínaFyrir UAV drone rafhlöðupakka nær yfir ýmis stig og ferla sem miða að því að setja saman og prófa þessa rafhlöðupakka á skilvirkan hátt til að tryggja að þeir uppfylli afköst, öryggi og gæðastaðla.

(2) Önnur hátt - hlutfallssvið: Frá verkfærum til flutninga Auk dróna eru þessi tæki einnig óaðskiljanleg frá háu - Rate rafhlöður:

Kraftverkfæri:Rafmagnsæfingar og horn kvörn geta unnið allt að 10A straumi og venjulegar rafhlöður munu stöðva vegna ofhitunar. Hátt - Rate rafhlaðan þolir viðvarandi háa strauma í 4 klukkustundir af stöðugri notkun.

Byrjunarkraftur neyðarástands:Þegar bíllinn missir kraft þarf hann að framleiða 200a strax til að ræsa vélina, sem aðeins er hægt að ná með háu - hlutfall litíum járnfosfat rafhlöður.

Rafmagns kappakstur:Hröðunarafköst RC kappakstursbíla fer eftir losunarhraða rafhlöðunnar, með 60C rafhlöðu sem flýtir frá 0-100 km/klst. Á aðeins 2 sekúndum.

4.. Tæknileg bylting: Hvernig á að gera rafhlöður „hratt og sterkar“?

Þróun hás - Rate rafhlöður er eins og að ganga á tightrope - bæði til að leyfa litíumjónum að hreyfa sig hratt (hátt hlutfall) og bera næga hleðslu (mikla orkuþéttleika). Þeir tveir eru oft misvísandi: að auka þykkt rafskautsins eykur getu en hindrar dreifingu jóns; Að draga úr agnastærð flýtir fyrir leiðni en dregur úr orkuþéttleika. Verkfræðingar finna jafnvægi með þremur víddum hagræðingar:

(1) Efnisval:

Bæta afköst frá atómbyggingu bakskautsefnum kjósa ternary efni (svo sem NCM811, NCA), þar sem lagskipt uppbygging gerir litíumjónum kleift að dreifa 3 sinnum hraðar en litíum járnfosfat. High - nikkel ternary efni hafa ekki aðeins mikla afkastagetu, heldur hafa þeir einnig rafræna leiðni sem er meira en 10 sinnum meiri en venjulegra efna. Neikvæða rafskautið notar litla ögn grafít (agnastærð 5 - 8μm), sem styttir litíum jón dreifingarfjarlægð samanborið við hefðbundið grafít. Litíum títanatefni gengur einu skrefi lengra - nanóskalagnir stytta dreifingarleiðina í 100nm og ná 10 mínútna hraðhleðslu, en orkumörkunin mun minnka um 20%, sem hentar betur fyrir sviðsmyndir með mjög miklum hleðsluhraða.

(2) Hagræðing samsetningar:

Finndu jafnvægi á milli þéttleika og leiðni Þjöppuþéttleiki rafskautsins er lykilstærð: of hátt mun kreista svitahola (jónrásir) og of lágt eykur snertimótstöðu. Þjöppun þéttleika hás - hraða rafhlöður er venjulega stjórnað við 3,2 - 3,6g/cm³, sem tryggir ekki aðeins meira en 70% porosity, heldur dregur einnig úr rafrænni flutningsviðnám. Með því að bæta leiðandi lyf er einnig sérstaklega - samsett notkun kolefnis nanotubes og grafen getur myndað „rafrænan þjóðveg“ inni í rafskautinu og leiðandi skilvirkni er 5 sinnum hærri en hefðbundið kolefnis svart, en tekur ekki of mikið rúmmál.

(3) Uppbyggingarhönnun:

Leysið hitastigsvandamálið Þegar þú losar við háan straum mun innri hitastig rafhlöðunnar svífa yfir 60 gráðu. High - Rate rafhlöður eru hannaðar til að kólna:

Lug hagræðing:Multi - stöng uppbygging dreifir straumnum og forðast staðbundna ofhitnun. 100C rafhlaða er með 4 sinnum fleiri festingar en venjuleg rafhlaða.

Skelefni:Ál álfelgurinn er með 30% hærri hitastig skilvirkni en plast og með innra skipulagi hunangsseiða getur það fljótt flutt út hita.

Endurbætur á skilju:Keramik - Húðuð skilju eru ekki aðeins ónæm fyrir háu hitastigi, heldur loka einnig sjálfkrafa svitahola þegar hitastigið er of hátt og kemur í veg fyrir hitauppstreymi.

5. Framtíðarþróun:

Þegar hátt hlutfall mætir löngum líftíma rafhlöðunnar er núverandi orkuþéttleiki loft með háu - hraða rafhlöður 300Wh/kg, en venjulegar rafhlöður geta náð 350Wh/kg. Næsta kynslóð tækni mun einbeita sér að tveimur áttum:

Silicon kolefnis rafskautaverksmiðja:Fræðileg getu kísils er 10 sinnum meiri en grafít og nanosilicon agnir geta ekki aðeins aukið afkastagetuna heldur einnig haldið fram afköstum góðs eftir að hafa samsett með grafít.

Solid raflausn:Skipt er um fljótandi raflausn eykur litíumjónarhraða um 10 sinnum en útrýmir hættu á leka og leggur grunninn að Ultra - Háhraða rafhlöður (yfir 200c). Þegar þessi tækni er þroskuð gætum við séð dróna með meira en 1 klukkustund, rafmagnstæki fyrir 8 klukkustunda samfellda notkun og jafnvel rafknúin ökutæki til að ná „5 mínútna hleðslu og aka 200 km“.

Frá ókeypis svívirðingu dróna til áframhaldandi skilvirkni raforkutækja eru há - Rate rafhlöður að móta skynjun okkar á „rafmagni“. Það er ekki aðeins bylting í tækni, heldur einnig nákvæm viðbrögð við þörfum senunnar - þegar tæknin getur fundið hið fullkomna jafnvægi milli hraða og getu, verður hvert hleðsla stökk í skilvirkni.

Acey greindurSérhæfir sig í að veita einn - stöðvunarlausnir fyrir hálf - sjálfvirkar/að fullu - sjálfvirkar samsetningarlínur litíum rafhlöðupakka sem notaðir eru í ESS, UAV, E - hjól, e - vespu, Power Tools, Two/Three Wheelers osfrv. Búnaður, svo sem frumuflokkunarvél, flokkunarvél rafhlöðu, einangrunarpappírs vél, CCD prófunaraðili, handvirk/sjálfvirk blett suðuvél, BMS prófari, rafhlöðu alhliða prófunaraðili og rafhlöðupakkaprófunarkerfi osfrv.