अर्ध-ठोस बैटरी स्व-निर्वहन और बैटरी प्रदर्शन में कैसे सुधार कर सकती है?

कृषि और सर्वेक्षण जैसे ड्रोन अनुप्रयोगों में, रैपिड बैटरी सेल्फ-डिस्चार्ज और प्रदर्शन में गिरावट लंबे समय से प्रमुख दर्द बिंदु हैं। सामग्री नवाचार और बुद्धिमान प्रबंधन में दोहरी सफलताओं के माध्यम से,अर्ध-ठोस बैटरीड्रोन पावर सिस्टम के लिए विश्वसनीयता मानकों को फिर से परिभाषित कर रहे हैं।

तरल इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स सुरक्षित क्या बनाता है?

अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स बैटरी प्रौद्योगिकी में एक प्रमुख छलांग का प्रतिनिधित्व करते हैं। पारंपरिक तरल इलेक्ट्रोलाइट्स के विपरीत, अर्ध-ठोस बैटरी जेल जैसे पदार्थों का उपयोग करती हैं जो ठोस और तरल इलेक्ट्रोलाइट्स के सर्वोत्तम गुणों को जोड़ती हैं। यह अनूठी रचना कई सुरक्षा लाभ प्रदान करती है:

1। कम रिसाव जोखिम: अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स की चिपचिपा प्रकृति रिसाव की संभावना को कम करती है, तरल इलेक्ट्रोलाइट बैटरी में एक सामान्य सुरक्षा खतरा।

2। बढ़ाया संरचनात्मक स्थिरता: अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स बैटरी के भीतर बेहतर यांत्रिक समर्थन प्रदान करते हैं, जिससे शारीरिक विरूपण या प्रभाव के कारण आंतरिक शॉर्ट सर्किट के जोखिम को कम किया जाता है।

3। बेहतर थर्मल प्रबंधन: अर्ध-ठोस संरचना अधिक समान गर्मी वितरण की सुविधा प्रदान करती है, स्थानीयकृत हॉटस्पॉट की संभावना को कम करती है जो थर्मल रनवे को ट्रिगर कर सकता है।

4। विश्वसनीय लौ मंदता: बढ़ी हुई लौ प्रतिरोध-आम तौर पर अत्यधिक ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइट्स, अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स काफी कम दहनशीलता सूचकांकों को प्रदर्शित करते हैं।

अर्ध-ठोस बैटरी में स्व-निर्वहन को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक

1। रचना स्व-निर्वहन दरों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ठोस और तरल घटकों के बीच संतुलन आयन गतिशीलता और प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं की संभावना को प्रभावित करता है।

2। तापमान अर्ध-ठोस बैटरी सहित सभी बैटरी प्रकारों में स्व-निर्वहन दर को काफी प्रभावित करता है। उच्च तापमान आमतौर पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं में तेजी लाते हैं और आयन गतिशीलता को बढ़ाते हैं, जिससे तेजी से आत्म-निर्वहन होता है।

3। एक बैटरी का चार्ज (SOC) इसकी स्व-निर्वहन दर को प्रभावित करता है। उच्च एसओसी स्तरों पर संग्रहीत बैटरी अक्सर पक्ष प्रतिक्रियाओं के लिए बढ़ती क्षमता के कारण तेजी से आत्म-निर्वहन का अनुभव करती है।

4। इलेक्ट्रोलाइट या इलेक्ट्रोड सामग्री में अशुद्धियां या दूषित पदार्थ आत्म-निर्वहन में तेजी लाते हैं। ये अवांछित पदार्थ पक्ष प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं या आयन आंदोलन के लिए रास्ते बना सकते हैं।

5। इलेक्ट्रोड और अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट के बीच का इंटरफ़ेस एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है जो स्व-निर्वहन को प्रभावित करता है। इस इंटरफ़ेस की स्थिरता सुरक्षात्मक परतों के गठन को प्रभावित करती है।

6। एक बैटरी का साइकिलिंग इतिहास इसकी आत्म-निर्वहन विशेषताओं को प्रभावित करता है। बार-बार चार्जिंग और डिस्चार्जिंग इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स में संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है, संभावित रूप से समय के साथ स्व-निर्वहन दरों को बदल देता है।

अर्ध-ठोस बैटरीस्थिर एसईआई फिल्मों और एंटी-डेंड्राइट डिजाइनों के माध्यम से 1000-1200 चक्रों के बाद 80% से अधिक क्षमता बनाए रखें। यह ड्रोन बैटरी प्रतिस्थापन चक्रों को छह महीने से लेकर दो साल से अधिक तक बढ़ाता है। अर्ध-ठोस इलेक्ट्रोलाइट की उच्च यांत्रिक शक्ति में कुंजी निहित है, जो लिथियम डेंड्राइट विकास को दबाता है।

अर्ध-ठोस बैटरी तरल इलेक्ट्रोलाइट सामग्री को 5%-10%तक कम कर देती है, जिसमें शेष के साथ बहुलक जेल और सिरेमिक कणों का तीन-आयामी नेटवर्क ढांचा होता है। यह संरचना एक सटीक फ़िल्टर की तरह कार्य करती है: यह आराम की अवधि के दौरान आयन प्रसार दरों को कम करते हुए निरंतर आयन चैनलों के माध्यम से चार्जिंग/डिस्चार्जिंग के दौरान आयन परिवहन को सुनिश्चित करता है।

बुद्धिमान बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) द्वारा सटीक विनियमन बढ़ाया सुरक्षा आश्वासन प्रदान करता है।

एक कलमन फ़िल्टर-आधारित अनुकूली बैटरी प्रबंधन प्रणाली से लैस, अर्ध-ठोस बैटरी वास्तविक समय में माइक्रोक्यूरेंट परिवर्तनों की निगरानी करती है और असामान्य स्व-डिस्चार्ज वृद्धि का पता लगाने पर स्वचालित रूप से कम-शक्ति सुरक्षा मोड को सक्रिय करती है।

बैटरी के तापमान-वोल्टेज-सेल्फ-डिस्चार्ज विशेषताओं को ठीक से मॉडलिंग करके, सिस्टम गतिशील रूप से बैलेंसिंग सर्किट की परिचालन स्थिति को समायोजित करता है, ड्रोन भंडारण के दौरान समग्र बिजली की खपत को 50μA से कम करता है। यह बैटरी पैक की स्व-निर्वहन दर को 20%-30%कम करता है।

निष्कर्ष:

अर्ध-ठोस बैटरी प्रौद्योगिकी में वर्तमान शोध स्थिरता को बढ़ाने और आत्म-निर्वहन को कम करने के लिए उन्नत इलेक्ट्रोलाइट योगों को विकसित करने पर केंद्रित है। इनमें उपन्यास बहुलक जेल इलेक्ट्रोलाइट्स या हाइब्रिड सिस्टम शामिल हो सकते हैं जो ठोस और तरल घटकों के फायदों को जोड़ते हैं। इलेक्ट्रोलाइट संरचना का अनुकूलन करके, कम स्व-निर्वहन दर वाली बैटरी को प्रदर्शन से समझौता किए बिना निर्मित किया जा सकता है।

चूंकि इस क्षेत्र में शोध आगे बढ़ रहा है, इसलिए हम स्व-निर्वहन दरों और समग्र बैटरी प्रदर्शन में और सुधार का अनुमान लगाते हैं।