详解无人机锂电池的正确使用及寿命的延长方法

目前主流的航拍无人机为多旋翼机、直机和固定翼，它们的结构决定了能长时间飞行的是固定翼，但固定翼起飞和降落要求高，在飞行中不能悬停等因素往往只能用在测绘等对影像质量要求不高行业。而多旋翼机、直机虽然飞行时间短，但可在复杂地型起降，飞行平稳，可以悬停，抗风能力好，操作易上手，是目前在影像创作上应用最多的机型。这两种机型在动力能源上以使用电池为主，直机还可以用油动发动机提供动力，但油动产生的机械震动和更大的飞行风险大大的降低了其使用率。从而电池的使用 越来越在无人航拍中普及开来，一个团队配备的各种电池少则十几块，多则几十块，它们孜孜不倦地为电机、电调、飞控、OSD、图传、接收机、遥控器、监视器等飞行器的各个用电部件提供电力保障。为了更好的、更安全的飞行，就要去了解电池的参数、使用、保养、充放电等，这样才能保障每次航拍任务的顺利进行，下面就让我们一起了解一下在航拍中默默奉献的电池。

　　现在航拍上用的锂电池的全称为“锂聚合物电池”(Li-polymer，又称高分子锂电池)，一般简称为锂电。锂聚合物电池具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性和低成本等多种明显优势，是一种新型电池。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池，外包装为铝塑包装，有别于液态锂电的金属外壳，内部质量隐患可立即通过外包装变形而显示出来，比如鼓胀。

 

　　下面就从电池的基本参数开始了解，以一块22.2V 10000mAh航拍动力电池为例说明，它是由6片额定电压为3.7V、容量10000mAh锂电芯串联而成，即常说的6S1P。也有6S2P的电池，是由12片5000mAh的电池并联加串联组成的。这里要说明一点的是，6S1P要比6S2P安全系数要高，因为1P要比2P的结构简单一倍，当然1P价格也要更高。

　　航模用锂电中，单片电芯电压3.7 V是额定电压，是从平均工作电压获得。单片锂电芯的实际电压为2.75~4.2 V，锂电上标的电容量是4.2 V放电至2 .7 5 V所获得的电量。锂电必须保持在2.75~4.2V这个电压范围内使用。如电压低于2.75V则属于过度放电，锂电会膨胀，内部的化学液体会结晶，这些结晶有可能会刺穿内部结构层造成短路，甚至会让锂电电压变为零。充电时单片电压高于4.2V属于过度充电，内部化学反应过于激烈，锂电会鼓气膨胀，若继续充电会膨胀、燃烧。所以一定要用符合安全标准的正规充电器对电池进行充电，同时严禁对充电器进行私自改装，这可能会造成很严重的后果！

　　还要提示一点，切记——不能将航拍动力电池单片电芯电压用到2.75V，此时电池已不能提供给飞机有效电力进行飞行，为了安全飞行，可将单片报警电压设为3.6V，如达到这个电压，或接近此电压，飞手就要马上执行返航或降落动作，尽可能避免因电池电压不足导致炸机。

　　电池的放电能力是以倍数(C)来表示的，它的意思是说按照电池的标称容量最大可达到多大的放电电流。常见的航拍用电池有15C、20C、25C或者更高C数的电池。至于C数，简单地说，1C针对不同容量电池是不一样的。1C是指电池用1C的放电率放电可以持续工作1小时。例：10000mAh容量的电池持续工作1小时，那么平均电流是10000mAh，即10A，10A即是这个电池的1C。再如电池标有10000mAh 25C，那么最大放电电流是10A×25=250A，如果是15C，那么最大放电电流是10A×15=150A，从此可以看出飞机在进行大动态飞行的时候，C数越高电池就能根据动力消耗的瞬间提供更多电流支持，它的放电性能会更好，当然C数越高，电池价位也会升高。这里要注意的千万不要超过电池的放电C数进行放电，否则电池有可能会报废或燃烧爆炸。

 

　　在电池的使用上要坚持六个“不”，正确的使用方法是延长电池寿命的最好方法。

　　1、不过充

　　这个对于充电器有要求，有些充电器在充满以后的断电功能不完善，导致单片电池充满到4.2V还没有停止充电，另外，有些充电器使用一段时间以后，因为元器件老化，也容易出现充满不停止的问题，因此，锂聚电池充电的时候一定要有人照看，当发现充电时间过长时，要人工检查充电器是否出现故障，如果出现故障要尽快拔掉电池，否则锂聚电池过充的话，轻则影响电池寿命，重则直接出现爆炸起火。

　　另外提醒大家，充电时一定要按照电池规定的充电C数或更低的C数进行充电，不可超过规定充电电流。

　　2、不过放

　　电池的放电曲线表明，刚开始放电时，电压下降比较快，但放电到3.9~3.7V之间，电压下降不快。但一旦降至3.7V以后，电压下降速度就会加快，控制不好就导致过放，轻则损伤电池，重则电压太低造成炸机。有些模友因为电池较少，所以每次飞都会过放，这样的电池很短命。策略是，尽量少飞一分钟，寿命就多飞一个循环。宁可电池多买两块，也不要每次把电池飞到超过容量极限。要充分利用电池报警器，一报警就应尽快降落。

　　3、不满电保存

　　充满电的电池，不能满电保存超过3天，如果超过一个星期不放掉，有些电池就直接鼓包了，有些电池可能暂时不会鼓，但几次满电保存后，电池可能会直接报废。因此，正确的方式是，在接到飞行任务后再充电，电池使用后如在3天内没有飞行任务，请将单片电压充至3.80~3.90V保存。再有充好电后因各种原因没有飞，也要在充满后3天内把电池放电到3.80~3.90V保存。如在三个月内没有使用电池，将电池充放电一次后继续保存，这样可延长电池寿命。电池保存应放置在阴凉的环境下贮存，长期存放电池时，最好能放在密封袋中或密封的放爆箱内，建议环境温度为10~25°C，且干燥、无腐蚀性气体。

　　4、不损坏外皮

　　电池的外皮是防止电池爆炸和漏液起火的重要结构，锂聚电池的铝塑外皮破损将会直接导致电池起火或爆炸。电池要轻拿轻放，在飞机上固定电池时，扎带要束紧。因为会有可能在做大动态飞行或摔机时，电池会因为扎带不紧而甩出，这样也很容易造成电池外皮破损。

　　5、不短路

　　这种情况往往发生在电池焊线维护和运输过程中。短路会直接导致电池打火或者起火爆炸。当发现使用过一段时间后电池出现断线的情况需要重新焊线时，特别要注意电烙铁不要同时接触电池的正极和负极。另外运输电池的过程中，最好的办法是，没个电池都单独套上自封袋并置于防爆箱内，防止因运输过程中，因颠簸和碰撞导致某片电池的正极和负极同时碰到其他导电物质而短路或破皮而短路。

　　6、不着凉

　　这个原则，很多飞友会忽视。在北方或高海拔地区常会有低温天气出现，此时电池如长时间在外放置，它的放电性能会大大降低，如果还要以常温状态时的飞行时间去飞，那一定会出问题。此时应将报警电压升高(比如单片报警电压调至3.8V)，因为在低温环境下压降会非常快，报警一响立即降落。再有要给电池做保温处理，在起飞之前电池要保存在温暖的环境中，比如说房屋内、车内、保温箱内等。要起飞时快速安装电池，并执行飞行任务。在低温飞行时尽量将时间缩短到常温状态的一半，以保证安全飞行。改用内燃机和微小型航空发动机，这和电动车没有燃油车续航里程高是一个道理。因为电池能量密度有限，无法做到你理想中的超长航时。如果是农业、工业和物流业应用使用燃油发动机倒是可以，毕竟是规模化应用。但是消费级的和影视拍摄类的就不适合了，因为燃油是易燃易爆物品铁路和航空都禁止携带。玩具类大小的很不适合燃油驱动，更何况依然做不到超长航时了。

 

第二，除了燃油无人机之外还有太阳能无人机，太阳能对飞机的结构要求比较高，更适合大型翼身融合类型非旋翼普通无人机，不适合旋翼类型的无人机。大彊无人机普遍是旋翼类型的，光照面积比较小，仅凭太阳能无法保障其飞行。目前世界上只有中美等少数国家研发成功了太阳能无人机，为了吸收更多的太阳能翼展特别大，还是翼身融合。只能替代卫星通讯和高空侦察，灵活性和机动性很差，不适合用于作战。所以太阳能无人机开发工、农业应用型的是有一定的局限性，用于通讯、勘探和测绘倒是比较不错。所以想做消费级的几乎不可能，作为普通大彊无人机的能量补充倒是不错。需要大彊无人机的机身材料更换成太阳能电池板才行，这样就能起到辅助增加续航的作用了。

 

第三，核能电池无人机，国外已经通过放射性同位素的衰变结合钻石产生电能了。这种核能电池和普通核电站还不一样，普通核电站是裂变产热量把水加热成水蒸气推动叶轮发电。而辐射量更低，相对更安全同位素衰变核能电池更适合商业化应用。如果应用到无人机和其他电子产品上可以做到一万年不用充电，几乎无限续航。最大的问题是辐射对身体造成的伤害了，放射性元素肯定是有辐射伤害的。如果能够通过新的技术手段避免，或者是使用低放射性的材料甚至是零放射性的材料做作为原料研发核能电池。当然也可以考虑用更好的技术手段防护（比如高温气冷堆的燃料球），使得核能电池和普通电池一样方便携带。我们期待技术的进步，我们每一个人都能用上最安全的核能电池。

 

第四，高能量密度电池，目前还有一定的技术门槛。比较热门的是石墨烯电池、水锂电池、固态锂电池和空气电池等一些新型高能量密度电磁有所突破才能在无人机和所有电子产品上应用。目前大彊无人机产品中，微型化廉价可折叠产品普遍续航能力很短。如果石墨烯电池能能够实用化可能会有所改观，即便石墨烯电池技术能够达到商业化依然做不到超长时间续航，更不用说无限续航了。