半固体電池の主要コンポーネントは何ですか?

何時間もの飛行時間を必要とする航空調査を実行している場合でも、密集した都市部で荷物を配達している場合でも、信頼性の高いバッテリーがあれば、成功した作業がイライラする遅延に変わる可能性があります。だからこそ、エネルギー貯蔵における次の大きな飛躍として宣伝されている全固体電池に関する話題に、ドローン業界が細心の注意を払っているのです。

しかし、この革新的な技術が主流になるのを待つ間、現在の LiPo バッテリーの寿命と効率を最適化することは、業務をスムーズに実行し続けるために非常に重要です。全固体電池とは実際何なのか、それがドローンをどのように変えるのか、そして既存の電池を今すぐ最大限に活用する実証済みの戦略について詳しく見ていきましょう。

とは何ですか全固体電池、 ともかく？

ドローンのバッテリーが膨張したことに対処したり、過熱を避けるために飛行を短縮したりしたことがあるなら、従来のリチウムイオンバッテリーの限界をご存知でしょう。これらのバッテリーは、アノードとカソードの間でイオンを移動させるために液体電解質に依存しており、漏れ、過熱、さらには火災の危険が発生しやすい設計です。全固体電池は、代わりに固体電解質を使用することでこの中心的な問題を解決し、そのシンプルなスイッチによってさまざまな改善が可能になります。

魔法は、バッテリーの心臓部である固体電解質そのものから始まります。注目を集める重要なタイプがいくつかあります。LLZO (Li7La3Zr2O12) や LATP (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3) などのセラミック オプションは、その安定性と効率的にイオンを伝導する能力で高く評価されていますが、Li10GeP2S12 などの硫化物ベースの電解質は室温で非常によく機能し、追加の加熱は必要ありません。柔軟な PEO (ポリエチレンオキシド) のような高分子電解質は、成形や製造が容易なため、将来的にはドローンの設計で頼りになる可能性があります。

次に、他の重要なコンポーネントであるアノードとカソードがあります。多くの固体電池は純粋なリチウム金属陽極を使用しており、これは現在のほとんどのドローンのグラファイト陽極よりもはるかに高いエネルギー密度を蓄えます。シリコン陽極は、より多くのリチウムイオンを保持できるため、別のオプションです。また、リチウム合金（リチウム - インジウムまたはリチウム - アルミニウムを考えてください）は、高容量と繰り返しの飛行に必要な耐久性のバランスをとります。カソード側では、一部の設計はリチウム コバルト酸化物 (LiCoO2) やニッケルリッチ NMC (リチウム ニッケル マンガン コバルト酸化物) などの実証済みの材料を使用していますが、固体電解質でより適切に動作するように最適化されています。いつか飛行時間を 2 倍、3 倍にできる可能性がある非常に高い理論容量のおかげで、硫黄陰極さえもテストされています。

どうやって全固体電池ドローンの運用を変える

ドローンの専門家にとって、ソリッドステートバッテリーは単なる技術アップグレードではなく、業界で最も大きな問題のいくつかに対する解決策です。現実世界への影響を詳しく見てみましょう。

まず、飛行時間が長くなるのは当然です。エネルギー密度が高くなると、現在の LiPo バッテリーと同じサイズの固体バッテリーでドローンを 2 倍長く飛行させることができます。完全な航空調査を 2 回の飛行ではなく 1 回の飛行で完了したり、急いでより多くの地上をカバーするために捜索救助ミッションを延長したりすることを想像してみてください。配送ドローンにとって、これは充電のために基地に戻る回数が減り、コストが削減され、サービスがスピードアップすることを意味します。

次に積載量です。全固体電池はエネルギー重量比が優れているため、飛行時間を犠牲にすることなく重い装備を運ぶことができます。これにより、ドローンの重量に負担をかけることなく、産業検査用の高解像度サーマルカメラ、大型の配送パッケージ、環境モニタリング用の追加センサーなどを追加できる可能性が広がります。

魔法は、バッテリーの心臓部である固体電解質そのものから始まります。注目を集める重要なタイプがいくつかあります。LLZO (Li7La3Zr2O12) や LATP (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3) などのセラミック オプションは、その安定性と効率的にイオンを伝導する能力で高く評価されていますが、Li10GeP2S12 などの硫化物ベースの電解質は室温で非常によく機能し、追加の加熱は必要ありません。柔軟な PEO (ポリエチレンオキシド) のような高分子電解質は、成形や製造が容易なため、将来的にはドローンの設計で頼りになる可能性があります。