Le batterie allo stato solido sono più leggere degli ioni di litio?

SonoBatterie allo stato solidoPiù leggero degli ioni di litio? La domanda sul peso che gli operatori UAV dovrebbero effettivamente porre

Il peso conta enormemente nella progettazione degli UAV. Ogni grammo aggiunto all'alloggiamento della batteria è un grammo sottratto alla capacità di carico o al tempo di volo, a volte a entrambi. Quindi, quando le batterie allo stato solido entrano nella conversazione, la questione del peso emerge rapidamente: sono più leggere delle batterie agli ioni di litio che già utilizziamo?

La risposta diretta è: non necessariamente. Ma questa è la domanda sbagliata da porre. Ecco quella giusta e perché questa distinzione cambia il modo in cui dovresti pensare alle batterie allo stato solido per la tua attività.

L’equivoco che vale la pena chiarire prima

Batterie allo stato solidonon sono intrinsecamente più leggeri dei tradizionali pacchi agli ioni di litio o ai polimeri di litio di capacità equivalente. In molti formati di produzione attuali, un pacco allo stato solido della stessa capacità nominale pesa in realtà leggermente di più di un equivalente LiPo di qualità, perché i materiali elettrolitici solidi spesso hanno una densità maggiore rispetto agli elettroliti liquidi che sostituiscono.

Ciò sorprende le persone che si aspettano che "tecnologia avanzata" significhi automaticamente più leggera. Non funziona in questo modo con la chimica delle batterie.

Ciò che hanno le batterie allo stato solido – e questo è il vantaggio rilevante per le applicazioni UAV – è una densità di energia significativamente più elevata. Più wattora immagazzinati per chilogrammo di peso della batteria. Questa differenza cambia completamente il discorso sul peso una volta compreso cosa significa nella pratica.

La densità di energia è ciò che il peso significa effettivamente per i droni

Ecco la ristrutturazione che conta.

Una batteria convenzionale agli ioni di litio o per UAV LiPo fornisce circa 200-260 Wh/kg a livello di pacco. Le attuali batterie per UAV a stato solido stanno raggiungendo da 330 a 400 Wh/kg con lo stesso standard di misurazione.

Questi numeri significano che per immagazzinare la stessa quantità di energia – lo stesso tempo di volo potenziale – un pacco a stato solido deve pesare notevolmente meno del pacco LiPo che fa lo stesso lavoro.

Lavora attraverso un semplice confronto. Se il tuo aereo attualmente utilizza un pacco LiPo da 1 kg che fornisce 220 Wh, un pacco a stato solido da 360 Wh/kg fornisce gli stessi 220 Wh a circa 610 grammi. Si tratta di un risparmio di circa 390 grammi, per lo stesso tempo di volo. Su un UAV con una capacità di carico di 2 kg, recuperare 390 grammi dall’alloggiamento della batteria rappresenta un guadagno operativo significativo. Estende la capacità di carico utile, riduce il peso totale al decollo o consente più sensori o apparecchiature senza raggiungere i limiti di peso normativi.

In alternativa, mantieni la batteria a 1 kg e il pacco a stato solido ora trasporta 360 Wh invece di 220 – circa il 64% di energia in più – che si traduce direttamente in un tempo di volo prolungato.

Nessuna delle due versioni riguarda il fatto che la batteria sia più leggera in termini assoluti. Entrambi mirano a ottenere di più con lo stesso budget di peso.

Dove il confronto del peso diventa più complicato

La densità energetica a livello di pacco varia a seconda dei produttori e dei chimici degli elettroliti, e i dati a livello di cella che dominano le affermazioni di marketing spesso sopravvalutano ciò che il pacco finito fornisce una volta che BMS, alloggiamento e connettori aggiungono il loro peso.

Chiedi sempre i Wh/kg a livello di confezione, non a livello di cella. Una batteria allo stato solido che promette 450 Wh/kg a livello di cella potrebbe fornire da 340 a 380 Wh/kg a livello di pacco, che è ancora significativamente migliore della LiPo ma diverso dal numero principale.

Per scopi di confronto diretto del peso: se stai valutando se puoi sostituire il tuo attuale pacco LiPo con un pacco a stato solido esattamente dello stesso peso fisico, aspettati un peso simile o leggermente più pesante con capacità equivalente, ma una densità di energia sostanzialmente migliore, il che significa che un pacco più piccolo raggiunge la stessa missione o un pacco delle stesse dimensioni lo estende notevolmente.

Cosa significa per il carico utile dell'UAV e la pianificazione del volo

L’efficienza in termini di peso delle batterie allo stato solido ha implicazioni pratiche che si riflettono nella pianificazione della missione.

Gli operatori che raggiungono i limiti di peso normativi al decollo potrebbero scoprire che le batterie allo stato solido consentono loro di trasportare un carico utile di sensori precedentemente impossibile senza superare la soglia. Gli operatori che eseguono missioni di lunga durata potrebbero scoprire che un singolo pacco a stato solido sostituisce 2 pacchi LiPo, riducendo la necessità di scambi a metà missione. Nessuno dei due richiede che la batteria sia più leggera in termini assoluti, ma solo più efficiente per grammo.

ZYEBATTERYper operazioni UAV rispettose del peso

Si sviluppa ZYEBATTERYbatterie UAV allo stato solido agli ioni di litio e ai polimeri di litio ad alte prestazionicon le specifiche di densità energetica a livello di pacco documentate insieme al peso fisico, perché per gli operatori UAV, questi 2 numeri insieme raccontano la storia completa che le cifre a livello di cella da sole non possono.

Le batterie allo stato solido non sono più leggere. Ne trasportano semplicemente di più, a parità di peso. Nelle operazioni UAV, questo è l'accordo migliore.