Prendre son envol peut être stressant, en particulier pour une batterie lithium-ion qui alimente un drone. Une pression abnormal sur ces cellules provoque des dommages et réduit la durée de vie globale d#39un appareil. Les recherches menées dans ACS Electricity Letters montrent le potentiel d’amélioration des batteries des véhicules électriques aériens qui décollent et atterrissent verticalement. L#39équipe a développé un nouvel électrolyte pour relever ces défis et a déclaré que les batteries « stressées » pourraient également avoir une seconde vie dans des applications moins exigeantes.
Les batteries lithium-ion (LiB) ont explosé en popularité grâce à leur capacité à contenir une grande quantité d’énergie dans un boîtier relativement petit et léger. Mais ils ne sont pas parfaits, surtout lorsqu’une grande partie de cette énergie doit être extraite de la cellule de la batterie en peu de temps. Par exemple, les drones mettent leurs batteries à rude épreuve lors du décollage. Alors que les drones amateurs utilisent traditionnellement des batteries lithium-ion polymère au lieu de LiB, la densité énergétique élevée de ces dernières est mieux adaptée aux drones additionally lourds, tels que ceux qui livrent des marchandises dans des endroits éloignés. Pour mieux comprendre comment des événements à forte contrainte tels que le décollage peuvent affecter la stabilité des LiB, Ilias Belharouak, Marm Dixit et leurs collègues ont « stressé » un ensemble de LiB et ont étudié comment leurs performances avaient changé.
Les chercheurs ont fabriqué un ensemble de cellules LiB contenant un électrolyte spécialement conçu pour une demand et une décharge rapides. Ensuite, ils ont vidé 15 fois la capacité optimale de la batterie, soit la quantité totale d#39énergie qu#39elle pouvait stocker, pendant 45 secondes. Ce processus simulait la consommation rapide et élevée de puissance, également connue sous le nom de décharge, nécessaire lors du décollage vertical. Après l#39impulsion de décharge initiale, les cellules ont été vidangées à un taux de décharge furthermore regular, puis rechargées. L’équipe a constaté qu’aucune des cellules testées n’a duré additionally de 100 cycles dans ces disorders de pressure élevé, la plupart commençant à montrer une diminution des performances autour de 85 cycles.
Après avoir été « stressés », les chercheurs ont soumis les cellules LiB à une consommation d’énergie furthermore normale et furthermore faible. Dans cette expérience, ils ont observé que les cellules conservaient partiellement leurs capacités dans des circumstances de faible débit, mais tombaient rapidement en panne lorsqu#39elles étaient à nouveau soumises à des disorders de consommation de courant rapide. Ces résultats indiquent que les LiB généralement utilisés dans les drones pourraient ne pas avoir les caractéristiques nécessaires pour des utilisations à extensive terme et à forte contrainte, mais ils pourraient être retirés et répondre à des demandes d#39énergie as well as typiques dans d#39autres applications, telles que les batteries de secours pour les alimentations électriques. et le stockage sur le réseau énergétique. Les chercheurs affirment que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour développer des systems de batteries choices mieux adaptées au décollage vertical et à d’autres purposes à forte demande de puissance.
Les auteurs reconnaissent le financement du laboratoire de recherche militaire du Commandement du développement des capacités de beat de l’armée américaine (DEVCOM). La recherche a été réalisée au Oak Ridge National Laboratory, un laboratoire nationwide du Département américain de l’énergie.
