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无人机用的是什么电池,无人机为什么不用铅蓄电池?

来源:宝鄂实业    2019-03-25 07:31    点击量:
电池是电动无人机的能量之源,其性能直接影响无人机的续航时间和载重能力。
 
在日常生活中,干电池多被用于遥控器或电子玩具,铅蓄电池则常被用作汽车或摩托车的蓄电池。
 
 
5号干电池
 
被用于汽车上作为蓄电池的铅蓄电池为何不用在无人机上呢?
 
要搞清楚这个问题,我们首先得明白:无人机是在天上飞,需要尽可能轻,才能有更长的续航时间和更大载重能力。
 
 
悬停测试
 
如果你曾搬运过铅蓄电池,一定会被它的重量震惊。
 
例如某品牌电压为 12 V 、容量为 20 Ah 的铅蓄电池,其尺寸仅为 181 × 77 × 170 mm (约两盒抽纸的大小),却足足重达 7.1 kg 。
 
 
铅蓄电池
 
P20 植保无人机使用的 B12710 智能电池其能量为 710 Wh (即 0.71 度电),约为前文提到的铅蓄电池能量( 12 V × 20 Ah = 240 Wh )的 3 倍,而重量仅 5 kg 。
 
如果将 B12710 智能电池换成同等能量的铅蓄电池,则需 3 块,重量将飙升至 21.3 kg,哪怕不装载药液也无法离开地面飞行。
 
 
之所以会出现能量相等而质量悬殊的情况,是因为两者的能量密度不同。铅蓄电池能量密度为 40 Wh / kg ,而锂电池能量密度为 130 - 150 Wh / kg 。(关于“能量密度”,了解更多请关注“极飞学院”查阅)
 
因此,能量相等的两类电池,锂电池的质量仅有铅蓄电池的 1 / 4 。
 
此外,铅蓄电池的电解液具有很强的腐蚀性,而且电池富含大量对人体和环境有害的重金属铅和镉,也并不符合环保的需求。
1、用更薄的金属芯片和新型电解质溶液让电池能量密度提高一倍
 
2、电动汽车领域看似大热,3-5年的测试时间往往拖死了一批创业公司,从高空无人机切入或许是更好的选择
 
12月10日下午,北京恒通国际创新园Mee Park,在TED×Beijing的节目录制现场,作为压轴出场的演讲嘉宾,胡启朝拿着两块电池走上舞台,一块是iPhone 6的原装电池,另一块虽然具有相同的电量,大小却只有iPhone 6的一半。
 
而胡启朝要和台下观众分享的就是,他是如何克服内外干扰,将论文和实验室中的科学理论一步步转化成能够实际应用的科技成果——他手中这块名为SolidEnergy的新型电池。
 
 
11岁那年,胡启朝跟随家人来到美国,麻省理工学院毕业后将实验室成果转化成创业项目,创立SolidEnergy,通过新型的电解质溶液替代锂金属电池原有的材料,在保证安全性的同时,将电池的能量密度提高一倍,解决电池续航时间短的痛点。目前SolidEnergy主要应用在高空无人机上,未来还将在手机、可穿戴设备、电动汽车等领域实现应用。
 
2013年9月,SolidEnergy获得新加坡淡马锡旗下的祥峰投资和上海乾洋共计450万美金的A轮投资,2015年7月获得上汽集团、通用汽车和美国应用材料公司1500万美金的B轮战略投资。
 
体积更小 能量更大
 
2007年,胡启朝在MIT麻省理工学院本科毕业,物理系的他却开始将研究方向从新能源领域最火的太阳能电池转向锂电池,因为在胡启朝看来,相对于太阳能电池,锂电池的应用更广。
 
1980年前后最早的锂金属电池往往存在安全隐患,1990年前后索尼推出锂离子电池解决了安全问题,但是能量密度却降低了,而另一边,固态电池安全性高也有较高的能量密度潜力,但是却无法在室温下使用。 所以,锂离子电池一经推出便实现了大众化。
 
2011年,胡启朝所在的研究小组在锂电池的研究上取得进展,通过新的电解质溶液(锂金属电池原材料的一种)可以让固态电池在常温下也能使用,同时解决安全问题,并且和锂离子电池相比能量密度提高了一倍。
 
当时,经过三十多年的发展,锂金属电池的应用早已发生改变,手机、可穿戴设备对电池的要求越来越高(比如手机屏幕越来越大,电池只有增加密度才能提高续航能力)。胡启朝看到,新的发现如果能够在现实中应用,将大大提高电池的使用体验。
 
2012年,带着自己的研究成果,还未毕业的胡启朝参加了各类商业计划比赛,靠着比赛的奖金,胡启朝创办了SolidEnergy,开始推广新型的锂金属电池。
 
也就是那一年12月,同样创立于麻省理工,同样是新能源电池方向的美国电池领域明星公司A123经过十一年的发展最终以倒闭收场。为了利用其先进的设备和自己研发的材料制造电池样本,胡启朝直接把实验室从学校搬到了A123的工厂里。
 
 
具体来说,SolidEnergy和老牌电池公司A123的区别在于:A123主要制作的是磷酸铁锂电池,安全性高循环寿命长,主要用于巴士和电动工具,但缺点是能量密度小,对于民用汽车来说并不是性价比最高的选择。
 
而SolidEnergy做的,是通过改变原材料,在保证电池安全性的同时把能量密度提高一倍,同时,在成本的控制方面,据胡启朝介绍,SolidEnergy的整体成本是普通电池的80%。
 
在融资的过程中,胡启朝在面临投资人时被问到最多的问题是:A123做了十一年都倒闭了,刚刚成立的SolidEnergy在样本都拿不出来仅有一份BP的情况下又会有多大的胜算?
 
无奈,胡启朝只能又回到实验室,继续捣鼓电池的生产,在那半年的时间里,胡启朝不断听到学术界的各种新发现新成果,似乎每一项发现都能颠覆行业。
 
“电池最终是要落实在实物上的,而不是仅仅停留在实验室阶段,能把一项理论发现做成一块真正的电池还是很难的。”
 
半年后,胡启朝做出了SolidEnergy的第一块电池样本,但是不景气的大环境让更多的美国投资机构抱持观望态度,见了一百多家之后,胡启朝决定飞回国内寻找机会。
 
2013年9月,胡启朝拿到新加坡淡马锡旗下的祥峰投资和上海乾洋共计450万美金的A轮投资,SolidEnergy也从“单兵作战”转向组建自己的正规军,团队扩充到七人。

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