産業用無人バッテリの航続不安の解消: 高エネルギー密度技術が業界の発展をどのように支援するか

産業用無人バッテリの航続不安の解消: 高エネルギー密度技術が業界の発展をどのように支援するか

現代の産業用無人機の広範な応用において、 バッテリ持続性は、 作業効率と安全性に影響を与える重要な要因となることが多い。 特に高負荷タスクでは、 バッテリ持続時間の短いボードは、 ドローンの作業時間と作業範囲を直接制限する可能性があります、 プロジェクト全体の進捗にも影響を与える。 したがって、 バッテリテクノロジーを最適化する方法、 航続能力の向上、 ドローン業界の早急な課題となっている。

1。 バッテリ持続性の不安: 現状と課題

ドローンが農業に参入するにつれて、 けんちく、 物流、 環境モニタリングなどの分野への応用が進む、 バッテリの航続性が最大の機能発揮を制約するボトルネックの1つとなっている。 特に産業用無人機にとって、 長時間の高強度飛行需要は電池のエネルギー密度と放電倍率に極めて高い要求を提出した。

現在市販されている無人電池の大部分は、 従来のリチウム電池技術に依存している、 これらの電池はエネルギー密度と放電倍率に一定の限界がある。 技術の進歩に伴い、 バッテリ持続時間の向上、 しかし、 長時間の飛行が必要な産業用無人機にとっては、 依然として存在する 「航続不安」 。

2。 バッテリ持続性向上の鍵: 高エネルギー密度と高放電倍率

産業用無人電池の航続性問題を解決するには、 核心は電池のエネルギー密度と放電倍率を高めることにある。 体積と重量を増加させずに電池のエネルギー出力を向上させるだけである、 飛行時間を有効に延長することができます、 同時に工業用無人機の高放電倍率に対する需要を満たす。

2。 1 エネルギー密度の向上: 技術実技と方法

a。 高エネルギー密度電池を用いた化学系

現在、 リチウム電池は産業用無人機の中で最も一般的な電池タイプである、 しかしエネルギー密度を高める上で、 従来のリチウムイオン電池は依然としてボトルネックに直面している。 エネルギー密度を高めるために、 電池メーカーはより効率的な電池化学システムを採用し始めた、 例えば、 高ニッケル三元材料 （NCM/NCA） および固体電池技術。

高ニッケル三元材料: 従来のコバルト系三元材料と比較して、 ニッケル系材料は電池のエネルギー密度を著しく高めることができる。 ニッケルの高比エネルギー特性により、 電池は同じ体積と重量でより多くの電気エネルギーを貯蔵することができる。 高ニッケル三元電池はエネルギー密度の面で顕著に向上しているが、 しかし、 それらの安定性は従来のコバルト基三元材料電池と比べていくつかの課題に直面する。 具体的な問題としては、 熱安定性が劣ることとサイクル寿命が短いことが挙げられる。 しかしながら、 技術の進歩に伴って、 これらの問題に対して多くの解決策が提案されている、 例えば:

・ 先進的な電解液技術: 電解液の配合を最適化することにより、 バッテリの熱安定性とサイクル寿命の向上。

・ コーティング技術: 電極材料表面に安定層を塗布、 高ニッケル材料の酸化リスクを低減。

・ 構造設計の最適化: 電池の内部構造を調整することで、 耐衝撃性と耐振動性の向上、 全体的な安定性の向上。

正極材料の構造と組成を最適化することにより、 高ニッケル三元材料の電池は実際の応用においてより長い飛行時間を提供することができる、 特にドローンのような体積と重量に対する要求が非常に高い応用シーンに適している。

b。 バッテリ設計と構造の最適化

電池化学材料の改良に加えて、 電池の構造設計を最適化することもエネルギー密度を高める有効な方法である。 電池の内部構造を改良することにより、 例えば高密度電極材料や薄膜技術を用いる、 電池のエネルギー貯蔵能力をさらに向上させることができる。 具体的な措置としては、 :

・ 高比エネルギー電極を用いた材料: 例えば、 従来の黒鉛負極の代わりにシリコン系負極を用いる、 シリコン系負極の理論容量は黒鉛負極よりも著しく高い、 電池のエネルギー密度を大幅に高めることができる。

・ 超薄型バッテリー設計: 電池セルのサイズや厚さを小さくすることで、 同じ体積でより多くのバッテリセルを追加、 全体のエネルギー密度を高める。 薄膜電池の設計により、 電池は異なる型番のドローンにより柔軟に適応できるようになった、 航続能力のさらなる向上。

c。 ソリッドステートバッテリ

固体電池は固体電解質を用いて従来の液体電解液に取って代わる、 これにより、 バッテリの安全性が向上するだけでなく、 エネルギー密度を大幅に向上させることもできます。 固体電池のエネルギー密度は理論的には従来のリチウムイオン電池の2倍に達することができる、 さらに長い寿命と高い安全性を実現。 固体電池は技術と生産の面でまだ一定の課題に直面しているが、 しかし、 これは将来の無人バッテリの継続性を向上させるための重要な方向であることは間違いありません。

2。 2 高放電倍率: 高い負荷要件を満たす

エネルギー密度を除く、 産業用無人機の飛行中の高負荷需要は電池の放電倍率にもより高い要求を提出している。 高放電倍率とは、 バッテリが短時間で大量の電力を供給できることを意味する、 高負荷でのドローンの長時間飛行をサポート。

・ 放電倍率を高めるためのキーテクノロジー: 高導電性の電解液を用い、 電池内部の電流伝送路を最適化することにより、 電池の放電性能を効果的に向上させることができる。 産業用無人機のニーズに対応、 安定な電池化学成分、 例えばニッケルコバルトマンガン三元材料 （NCM） リチウム鉄リン （LFP） 、 高負荷でより優れた充放電性能を提供することができる、 高負荷環境でのバッテリの安定した動作を確保する。

上記技術手段により、 産業用無人機のバッテリーはより高いエネルギー密度を実現できるだけでなく、 高負荷環境でも安定した電力サポートを提供、 航続時間を効率的に向上。 これらの技術革新は各業界におけるドローンの広範な応用を大いに推進するだろう、 現在の航続不安の解決、 産業用無人機の将来の発展に道を開く。

現在、 当社の高エネルギー密度電池は370 Wh/kg、 これは、 同じ重量のバッテリで、 私たちのバッテリーはより長い飛行時間を提供することができます、 産業用無人機の生産性を大幅に向上。

3。 業界応用と将来展望

電池技術の進歩に伴い、 将来的には産業用ドローンのバッテリー航続問題がさらに解決される見込み。 例えば、 固体電池や水素燃料電池などの新しいエネルギー技術を採用、 ドローンにより高いエネルギー密度とより長い飛行時間を提供することができます、 より厳しい業界ニーズに対応。

それだけではない、 無人機バッテリー充電技術の進歩に伴い、 急速充電や無線充電技術の普及など、 バッテリ持続性の不安が緩和される。 ドローンの利用シーンも広がります、 従来の単一作業領域からマルチタスクまで、 マルチシーンの統合アプリケーション。

4。 おわりに: 産業用無人機のためにより広い空を切り開く

産業用無人バッテリの航続性問題の解決、 ドローン技術と応用の急速な発展を推進する重要な一歩である。 高エネルギー密度と高放電倍率の電池技術は業界に革命的な変化をもたらすだろう、 ドローンのスマート化と多機能化のさらなる推進。

無人バッテリソリューションのリーダーとして、 デルは引き続き、 より効率的な提供に努めていきます、 より信頼性の高いバッテリーテクノロジー、 各業界のドローンユーザーが航続不安を解消できるよう支援、 生産性の向上、 業界の進歩を推進する。