Полутвердая или полутвердотельная аккумуляторная батарея, как правильно?

Литий-ионная технология продолжает развиваться и совершенствоваться. Благодаря этому современные аккумуляторы Li-ion и Li-Polymer остаются лучшими среди существующих сегодня накопителей энергии и отлично подходят для оснащения высокотехнологичной техники, включая беспилотные авиационные системы. Именно такие батареи – емкие и мощные, но в то же время легкие и компактные – не утяжеляют беспилотники и при этом снабжают их достаточным количеством энергии, чтобы получить хорошую автономность.

Что такое Semi-solid Battery?

Так называют новый вид литий-ионных аккумуляторов – литий-полимерные ячейки в форме плоских прямоугольных пакетов в мягкой фольгированной оболочке, в структуре которых вместо жидкого электролита используется его полутвердотельный (или, как говорят, полутвердый) аналог. Если в литиевых АКБ с жидким электролитом ионы лития перемещаются между катодом и анодом через жидкость, то в полутвердотельных батареях для этих целей используется смешанный электролит.

В нем содержится всего 5–10% жидкости, а остальной объем занимают взвешенные в ней активные частицы твердого материала – технического графита. Фактически такой электролит представляет собой коллоидную суспензию из крошечных частиц графита, взвешенных в небольшом количестве жидкости и находящихся в разных отсеках батареи. Из-за этой особенности такие АКБ стали называть полутвердыми. Строго говоря, правильнее называть их полутвердотельными, со смешанным, твердо-жидким или не текущим электролитом. Но в обиходе встречаются разные термины, причем чаще такие батареи называют просто – «полутвердыми».

Кроме особой формы электролита, такие накопители энергии отличаются уникальным строением электродов – вместо твердого материала с тонким покрытием из активного состава их делают из пористого материала, напоминающего губку. Это позволило использовать больший объем активного материала и повысить производительность элементов питания. В целом аккумуляторы Semi-solid считают важным достижением в развитии литиевой технологии и переходным этапом перед созданием полностью твердотельных батарей.

Плюсы технологии

Полутвердотельный электролит делает аккумы максимально безопасными в использовании, т.к. он не склонен к утечкам, отличается высокой стабильностью, уменьшает вероятность теплового разгона, возгорания и взрыва. В то же время он обеспечивает более эффективный перенос ионов от катода к аноду и обратно. Некоторые производители в качестве альтернативы используют в своих разработках гелевые, глинистые и смоляные электролиты, чтобы минимизировать риск возгорания АКБ даже при нагреве или разгерметизации.

Полутвердотельные батареи для квадрокоптеров – Semi-solid Drone Battery – сохранили преимущества высокотоковых Li-ion и LiPo аккумуляторов и даже расширили их. В перечне их плюсов:

• увеличенная плотность энергии – до 320 Вт·ч/кг;
• нетоксичный состав, экологическая безопасность, уменьшение углеродного следа при производстве и легкость переработки;
• наличие в линейке высокотоковых моделей – HV Semi-solid;
• легкий вес – при одинаковой емкости примерно на 15% меньше, чем у жидколитиевых аналогов, что позволяет увеличить время полета беспилотника примерно на 30%;
• устойчивость к высоким токовым нагрузкам, способность быстро заряжаться и стабильно питать мощные нагрузки;
• стабильная химическая структура;
• повышенная безопасность эксплуатации;
• нечувствительность к вибрации;
• большой циклический ресурс;
• гибкость размеров и форм;
• возможность изготовления ультратонких источников автономного питания;
• актуальность для мощной техники, включая дроны.

Применение полутвердотельных аккумуляторов

Такие АКБ отлично подходят для питания разных устройств – от телефонов и умных девайсов до беспилотников и электромобилей. Фактически они так же универсальны, как Li-ion и Li-Po аккумуляторы с традиционным жидким электролитом, но ввиду усовершенствованной технологии могут иметь еще лучшие технические характеристики.

Конечно, у разных моделей они различны, т.к. рабочие параметры зависят не только от используемой технологии, но и от ее особенностей, используемых материалов, внедренных инноваций и т.д. Но в большинстве случаев полутвердотельные батареи ничуть не уступают лучшим жидколитиевым АКБ и даже превосходят их по некоторым параметрам. Этим объясняется растущая популярность аккумуляторов Semi-solid и их активное использование в разных сферах.

В частности, в интернет-магазине Shura-Master.ru среди разнообразных литий-ионных АКБ для беспилотников есть немало моделей подвида Semi-solid. Они созданы по новой полутвердотельной технологии, имеют превосходные рабочие параметры и доступны по отличным ценам, с доставкой из Москвы по всей России.

Читайте в предыдущей статье блога ShuraMaster о том, что такое мотор-колесо, из чего оно состоит и как работает.