石墨烯对无人机电池影响及管理农用无人机

2019-11-19 农药无人机 5

  1.什么是石墨烯。

  石墨烯是由碳原子组成的二维碳纳米材料。

  石墨烯不仅是最薄的材料,也是最具弹性的材料,其断裂强度比最好的钢材要高200倍,同时,它具有非常好的柔韧性,其拉伸范围可达到其自身尺寸的20%,它是目前最薄和最高强度的材料,也因此被称为“黑金”,可见其强度之大。

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  总之,石墨烯是一种具有高强度,高弹性和高导电性的纳米材料。

  2.电极材料与电池容量之间的关系。

  通过研究,已知电池的充电和放电过程实际上是从微观角度看电极中阳离子的“结合”和“分离”的过程,因此,电极材料中的孔洞越多,则这个过程进行就越迅速。

  石墨烯的微观结构是由碳原子组成的网状结构,由于厚度的限制(仅一层原子),阳离子的运动很少受到限制,同时,由于石墨烯具有网状结构,由它制成的电极材料具有足够的孔洞,从这个角度来看,石墨烯无疑是农药无人机一种非常理想的电极材料。

  3.石墨烯的研究现状。

  普渡大学正在研究通过一种新的更简单的方式制造纳米电极材料的技术,根据普渡大学的研究,在电池中使用纳米材料将增加电池充电容量和充电/放电速度。

  韩国公司三星电子目前正在从事硅基阳极材料研究,旨在硅表面添加石墨烯涂层,如果研究成功,锂离子电池的寿命将增加到2倍以上。

  该研究结合了硅基材料的长寿命和石墨烯材料的大电荷容量的优点,并关注如何在硅材料上建立石墨烯涂层的技术问题。

  三星研究人员通过在碳化硅电极表面涂盖石墨烯,有效地扩大了阳极的表面积,同时它结合了阴极中使用的钴酸锂,大大提高了电池充电电源的单位体积能量密度,电池寿命也比公共汽车市场上销售的锂离子电池长1.5-1.8倍。

  4.前景。

  石墨烯是蓄电池的天然电极材料,如果石墨烯纳米材料可用于电池技术,农用无人机则电池的性能将基本上改变,但是,正如文中提到的,目前石墨烯的相关技术还处于实验室研究阶段。

  电池电压为每节电池3.7V,但当它被缓冲时,它会上升到4.2V,当它放电时它会下降到3.3V,但是,如果电压长时间高于或低于参考电压,则可能导致电池鼓包或变得无法使用,表示,保持3.5V至3.85V始终有助于延长电池寿命。

  那么你如何实现延长电池寿命的梦想。

  最容易想到的是充电时间,如果电池以接近每个电池4.2V的电压存储,则电池可能会鼓包,所以充电对于“飞行前一天”是有益的,当然最好在飞行前做。

  但是,我不知道玩具的迷你无人机,但对于4芯传感器无人机,需要几个小时才能充电,但由于它与飞行时间相匹配而无法充电,当你飞行时,你会想要在电池电量低于1/4之前完成飞行,顺便说一下……即使我们试图管理它,电池寿命也会缩短农业无人机,只要它不适合充电电池之间的平衡,据说无人机电池在最小电池单元中使用3.7V并连接多个串联电池,然而,即使我们的普通充电器能够在充满电时关闭充电以防止过度充电,但要知道所有电池都是同等缓冲的还不够聪明。

  也就是说,尽管缓冲时的总电压与缓冲电压相同,但每个单元的电压可以不同,存在电池破裂并膨胀超过4.2V的风险,为了防止这种危险,使用“电池平衡器”或“平衡充电器”,平衡充电器在检查每个电池的电压的同时,均匀地为电池供电,一旦您将无人机排空,您还可以插入天平充电器以检查哪些电池耗尽更多,因此,如果你有20到30个电池,你可以说平衡充电器几乎是必要的。

  如果您使用的是低成本传感器无人机,或者如果您使用的是玩具电池超过2秒,您可能会对购买充电器犹豫不决,即使您有过充电保护装置,如果关闭电池平衡,也可能导致爆炸或火灾。

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