无人机锂离子电池可能会在压力较小的设备中获得第二次生命

飞行可能会带来压力，尤其是对于为无人机提供动力的锂离子电池而言。这些细胞承受的压力过大会导致损坏并缩短设备的整体使用寿命。《ACS Energy Letters》的研究表明，改进垂直起降的空中电动车辆的电池具有潜力。该团队开发了一种新的电解质来应对这些挑战，并表示“压力过大”的电池也可以在不太剧烈的应用中获得第二次生命。

锂离子电池 (LiB) 因其能够在相对较小且较轻的封装中容纳大量电力而广受欢迎。但它们并不完美，尤其是当需要在短时间内从电池中提取大量电力时。

例如，无人机在起飞过程中会给电池带来很大的压力。虽然业余无人机传统上使用锂离子聚合物电池而不是锂电池，但后者的高能量密度更适合重型无人机，例如那些将货物运送到偏远地区的无人机。为了更好地了解升空等高应变事件如何影响 LiB 稳定性，Ilias Belharouak、Marm Dixit 及其同事对一组 LiB 施加了“压力”，并研究了它们的性能如何变化。

研究人员制造了一组锂电池，其中包含专门设计的快速充电和放电电解质。然后，他们在 45 秒内耗尽了电池最佳容量(即电池可存储的总能量)的 15 倍。这个过程模拟了垂直起飞过程中所需的快速、高功率消耗，也称为放电。

在初始放电脉冲之后，电池以更正常的放电速率进一步放电，然后再充电。研究小组发现，在这些高应力条件下，所有测试的电池都无法持续超过 100 个周期，大多数电池在 85 个周期左右开始表现出性能下降。

在受到“压力”后，研究人员对锂电池进行了更正常、更低速率的功率消耗。在该实验中，他们观察到电池在低倍率条件下部分保留了其容量，但当再次置于快速电流消耗条件下时很快就会失效。

这些结果表明，通常用于无人机的锂电池可能不具备长期、高压力使用所需的特性，但它们可以退役并满足其他应用中更典型的电源需求，例如电源的备用电池和能源网存储。研究人员表示，需要做更多的工作来开发更适合垂直起飞和其他高功率需求应用的替代电池技术。

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