డ్రోన్‌లలో సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు: విజయాలు, అడ్డంకులు మరియు ఆపరేటర్‌ల కోసం తదుపరి ఏమిటి

ఫలితం? 48 నిమిషాల, 10-సెకన్ల నిరంతర విమానం-కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం లిథియం-అయాన్‌తో ఊహించలేనిది. అంతరిక్షంలో ఉన్న ఎవరికైనా, అది కేవలం సంఖ్య కాదు; అది రుజువుఘన-స్థితిడ్రోన్ ఆపరేటర్ల యొక్క రెండు అతిపెద్ద పట్టులను పరిష్కరించగలదు: చిన్న విమాన సమయాలు మరియు భద్రతా చింతలు. ఆ టెస్ట్ ఫ్లైట్ కేవలం రికార్డును బద్దలు కొట్టలేదు-ఇది eVTOL లు (మరియు సాధారణంగా డ్రోన్లు) భద్రతపై మూలలను తగ్గించకుండా సుదీర్ఘమైన, మరింత విశ్వసనీయమైన మిషన్లను త్వరలో నిర్వహించగలవని చూపించింది.

A తో పానాసోనిక్ కూడా దూకిందిఘన-స్థితి బ్యాటరీచిన్న డ్రోన్‌ల కోసం ప్రత్యేకంగా నిర్మించబడింది-మరియు వాటి స్పెక్స్ బిజీ ఆపరేటర్‌లకు మధురమైన ప్రదేశాన్ని తాకాయి. డ్రోన్ బ్యాటరీని 3 నిమిషాల్లో 10% నుండి 80% వరకు ఛార్జ్ చేయడాన్ని ఊహించండి. డెలివరీ టీమ్‌కు రోజుకు 20+ విమానాలు నడుస్తున్నాయి, ఇది డౌన్‌టైమ్‌ను 30 నిమిషాల (లిథియం-అయాన్‌తో) నుండి దాదాపు ఏమీ లేకుండా తగ్గిస్తుంది. ఇంకా మంచిదా? ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 10,000 నుండి 100,000 ఛార్జ్ సైకిళ్ల వరకు ఉంటుంది. మేము పని చేసే ఒక నిర్మాణ సంస్థ వారు ప్రతి 6 నెలలకు ఒకసారి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను భర్తీ చేస్తారని మాకు చెప్పారు-ఈ పానాసోనిక్ ఎంపిక వాటిని 5+ సంవత్సరాల పాటు కొనసాగిస్తుంది. ఇది భారీ ఖర్చు ఆదా, కానీ దీని అర్థం తక్కువ బ్యాటరీలు ల్యాండ్‌ఫిల్‌లలో ముగుస్తాయి-క్లయింట్‌లు స్థిరత్వం వైపు మొగ్గు చూపుతున్నప్పుడు ఎక్కువగా అడుగుతున్నారు.

అయితే క్లయింట్‌ల కోసం మేము షుగర్‌కోట్ చేయని విషయం ఇక్కడ ఉంది: ప్రతి డ్రోన్‌లో ఉండే ముందు ఘన-స్థితి ఇప్పటికీ దూకడానికి హోప్‌లను కలిగి ఉంది. మేము గత 6 నెలల్లో డజన్ల కొద్దీ చిన్న-మధ్యస్థ డ్రోన్ ఆపరేటర్‌లతో మాట్లాడాము మరియు వారి ఆందోళనలన్నీ "కాగితంపై మంచి స్పెక్స్" కంటే ఎక్కువ అదే సవాళ్లకు తిరిగి వస్తాయి.

ముందుగా ఖర్చు తీసుకోండి. పదార్థాలు మాత్రమే ఖరీదైనవి: ఈ బ్యాటరీలలోని ఘన ఎలక్ట్రోలైట్‌లు లిథియం-అయాన్‌లోని ద్రవ వాటి కంటే ఎక్కువ ఖర్చవుతాయి మరియు వాటిని తయారు చేయడానికి అవసరమైన యంత్రాలు? వారు ఆఫ్-ది-షెల్ఫ్ కాదు. టెక్సాస్‌లోని స్టార్టప్ డ్రోన్ తయారీదారు వారు సాలిడ్-స్టేట్‌కు మారాలనుకుంటున్నారని మాకు చెప్పారు, అయితే వారి బ్యాటరీ సెటప్‌ను రీటూల్ చేయడానికి ముందస్తు ఖర్చు వారి మొత్తం వార్షిక బడ్జెట్‌ను తినేస్తుంది. EHang లేదా Panasonic వంటి పెద్ద ప్లేయర్‌ల కోసం, ఇది నిర్వహించదగినది-కానీ చాలా మంది ఆపరేటర్‌లకు, ప్రస్తుతం ఇది ఒక అవరోధంగా ఉంది.

అప్పుడు "ఇంటర్‌ఫేస్ స్థిరత్వం" సమస్య ఉంది-ఒక సాధారణ సమస్య కోసం ఫ్యాన్సీ నిబంధనలు: ఘన ఎలక్ట్రోలైట్ మరియు బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్‌లు బాగా పని చేయడానికి గట్టి, స్థిరమైన సంపర్కంలో ఉండాలి. కానీ ప్రతిసారీ బ్యాటరీ ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్, ఎలక్ట్రోడ్లు కుంచించుకుపోతాయి మరియు కొద్దిగా విస్తరిస్తాయి. కాలక్రమేణా, అది చిన్న ఖాళీలను సృష్టిస్తుంది మరియు బ్యాటరీ వేగంగా శక్తిని కోల్పోతుంది. గత వసంతకాలంలో వ్యవసాయ డ్రోన్ పరీక్షతో మేము దీనిని ప్రత్యక్షంగా చూశాము: 50 చక్రాల తర్వాత, సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీ యొక్క విమాన సమయం 12% తగ్గింది-డీల్‌బ్రేకర్ కాదు, కానీ రైతు అడిగాడు, “ఇది మరింత దిగజారిపోతుందా?” తయారీదారులు మరింత మన్నికైన ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలను గుర్తించే వరకు ప్రస్తుతం, సమాధానం "బహుశా".

పెళుసుదనం అనేది మరొక తలనొప్పి, ముఖ్యంగా కఠినమైన పరిస్థితుల్లో ప్రయాణించే డ్రోన్‌లకు. చాలా సిరామిక్ ఆధారిత ఘన ఎలక్ట్రోలైట్‌లు కఠినమైనవి-కాని అనువైనవి కావు. కొలరాడోలోని సెర్చ్-అండ్-రెస్క్యూ బృందం గత శీతాకాలంలో సిరామిక్-ఎలక్ట్రోలైట్ బ్యాటరీని పరీక్షించింది; రాతి భూభాగంలో ల్యాండింగ్ సమయంలో, బ్యాటరీ కేసింగ్ పగిలింది (అదృష్టవశాత్తూ, అగ్ని లేదు), మరియు డ్రోన్ శక్తిని కోల్పోయింది. ఆ దృష్టాంతంలో లిథియం-అయాన్ లీక్ కావచ్చు, అయితే ఇది సాధారణంగా సురక్షితంగా ల్యాండ్ అయ్యేంత కాలం పని చేస్తూ ఉంటుంది. వైబ్రేషన్‌లను (కన్‌స్ట్రక్షన్ సైట్ స్కానర్‌లు వంటివి) లేదా హార్డ్ ల్యాండింగ్‌లను (వన్యప్రాణుల పర్యవేక్షణ డ్రోన్‌ల వంటివి) నిర్వహించే డ్రోన్‌ల కోసం, ఇది పెద్ద ఆందోళన.

లిథియం డెండ్రైట్‌లు కూడా-లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను తగ్గించే చిన్న, సూది లాంటి నిర్మాణాలు-పూర్తిగా పోలేదు. ఘన-స్థితిలో అవి చాలా అరుదుగా ఉంటాయి, కానీ అధిక ఛార్జింగ్ వేగంతో (పానాసోనిక్ యొక్క 3-నిమిషాల ఛార్జ్ వంటివి) డెండ్రైట్‌లు ఇప్పటికీ ఏర్పడతాయని మేము బ్యాటరీ ఇంజనీర్ల నుండి విన్నాము. ఇది చాలా తక్కువ ప్రమాదం, కానీ రద్దీగా ఉండే ప్రాంతాలపై ప్రయాణించే ఆపరేటర్‌లకు, “చిన్నది” ఎల్లప్పుడూ “తగినంత మంచిది” కాదు.

వేడి మరొక ఆశ్చర్యం. లిథియం-అయాన్ కంటే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఘన-స్థితి సురక్షితమైనది, కానీ అది వేడిని కూడా వెదజల్లదు. అధిక-శక్తి పనుల కోసం ఉపయోగించే డ్రోన్-భారీ పేలోడ్‌లను ఎత్తడం లేదా ఎక్కువసేపు అత్యంత వేగంతో ఎగరడం వంటివి-వేగంగా వేడిని పెంచుతాయి. మేము 50lb ప్యాకేజీ డెలివరీల కోసం సాలిడ్-స్టేట్ డ్రోన్‌ని పరీక్షిస్తున్న లాజిస్టిక్స్ క్లయింట్‌తో కలిసి పని చేసాము; 25 నిమిషాల ఫ్లైట్ తర్వాత, డ్రోన్ యొక్క సాఫ్ట్‌వేర్ దానిని త్వరగా ల్యాండ్ చేయడానికి బలవంతం చేసేంతగా బ్యాటరీ వేడెక్కింది. వారు తేలికపాటి హీట్ సింక్‌ను జోడించాల్సి వచ్చింది, ఇది పేలోడ్ సామర్థ్యంలో కట్ చేయబడింది-ఘన స్థితికి మారే ఉద్దేశ్యంలో కొంత భాగాన్ని ఓడించింది.

మరియు తయారీ స్థాయిని మర్చిపోవద్దు. ప్రస్తుతం, చాలా సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు చిన్న బ్యాచ్‌లలో తయారు చేయబడ్డాయి. నెలకు 100 బ్యాటరీలు అవసరమయ్యే డ్రోన్ ఆపరేటర్ డెలివరీ కోసం 6-8 వారాలు వేచి ఉండవచ్చు, అయితే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు అదే రోజు స్టాక్‌లో ఉంటాయి. కర్మాగారాలు సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలను లిథియం-అయాన్ వలె త్వరగా (మరియు చౌకగా) క్రాంక్ చేసే వరకు, పెద్ద జట్లకు మినహా అన్నింటికీ స్వీకరణ నెమ్మదిగా ఉంటుంది.

ఘన ఎలక్ట్రోలైట్‌ల విషయానికి వస్తే, "ఒక-పరిమాణం-అందరికీ సరిపోయేది" కూడా ఉండదు. సిరామిక్స్ వాహకతకు గొప్పవి-అవి అయాన్లను వేగంగా కదిలేలా చేస్తాయి, అంటే ఎక్కువ శక్తి-కాని అవి పెళుసుగా ఉంటాయి, మనం చూసినట్లుగా. పాలిమర్‌లు ఫ్లెక్సిబుల్‌గా ఉంటాయి, కాబట్టి అవి వైబ్రేషన్‌లను మెరుగ్గా నిర్వహిస్తాయి, కానీ గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద అవి నెమ్మదిగా ఉంటాయి-నెమ్మదిగా కదులుతున్న అగ్రికల్చర్ డ్రోన్‌కి మంచిది, కానీ ఫాస్ట్ డెలివరీ డ్రోన్‌కి చెడ్డది. సల్ఫైడ్లు మధ్యస్థం: మంచి వాహకత మరియు వశ్యత, కానీ అవి తేమకు ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఫ్లోరిడాలోని ఒక తీరప్రాంత డ్రోన్ ఆపరేటర్ వారు సల్ఫైడ్ ఆధారిత బ్యాటరీలకు జలనిరోధిత కేసింగ్‌ను జోడించాలని మాకు చెప్పారు, ఇది బరువును జోడించింది. సరైన ఎలక్ట్రోలైట్‌ను ఎంచుకోవడం అనేది డ్రోన్ ఏమి చేస్తుంది మరియు అది ఎక్కడ ఎగురుతుంది అనే దానిపై పూర్తిగా ఆధారపడి ఉంటుంది.

అయితే ఇక్కడ శుభవార్త ఉంది: మేము ప్రస్తావించిన ప్రతి సవాలు ఒక్కోసారి ఒక్కో పరీక్షగా పరిష్కరించబడుతోంది. EHang యొక్క ఫ్లైట్ ఒక ఫ్లూక్ కాదు; డ్రోన్‌లకు సాలిడ్-స్టేట్‌ను ఎలా రూపొందించాలో తయారీదారులు చూస్తున్నారని ఇది ఒక సంకేతం. పానాసోనిక్ యొక్క ఫాస్ట్-ఛార్జింగ్ బ్యాటరీ కేవలం ప్రోటోటైప్ కాదు-ఇది క్లయింట్‌లను ఎంచుకోవడానికి రవాణా చేయడం ప్రారంభించింది. మరియు ఎక్కువ మంది ఆపరేటర్లు సాలిడ్-స్టేట్‌ను డిమాండ్ చేస్తున్నందున, ఖర్చులు తగ్గుతాయి.

ప్రస్తుతం డ్రోన్ వ్యాపారాన్ని నడుపుతున్న ఎవరికైనా, సాలిడ్-స్టేట్ స్వాధీనం చేసుకుంటే "ఉంటే" ప్రశ్న కాదు-ఇది "ఎప్పుడు మరియు ఎలా సిద్ధం చేయాలి." చిన్నగా ప్రారంభించండి: మీ అత్యధిక డిమాండ్ ఉన్న డ్రోన్‌లతో (డెలివరీ లేదా సెర్చ్-అండ్-రెస్క్యూ వంటివి) కొన్ని సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలను పరీక్షించండి మరియు సమయం మరియు భర్తీలలో పొదుపులను ట్రాక్ చేయండి. కస్టమ్ సొల్యూషన్స్ గురించి మీ బ్యాటరీ సరఫరాదారుతో మాట్లాడండి-చాలా మంది మీ నిర్దిష్ట వినియోగ సందర్భంలో ఎలక్ట్రోలైట్‌లను సర్దుబాటు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నారు.

సాలిడ్-స్టేట్ ఇంకా పరిపూర్ణంగా లేదు, కానీ ఇది చాలా ముఖ్యమైన మార్గాల్లో ఇప్పటికే లిథియం-అయాన్ కంటే మెరుగ్గా ఉంది: సుదీర్ఘ విమానాలు, సురక్షితమైన కార్యకలాపాలు మరియు తక్కువ పనికిరాని సమయం. మరియు కింక్స్ వర్క్ అవుట్ అవుతుందా? డ్రోన్‌లు కేవలం "పనిని పూర్తి చేయని" భవిష్యత్తును మేము చూస్తున్నాము-అవి గతంలో కంటే వేగంగా, చౌకగా మరియు మరిన్ని ప్రదేశాలలో చేస్తాయి.

మీ డ్రోన్‌లకు ఏ సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీ అర్థవంతంగా ఉంటుందనే దానిపై మీకు ఆసక్తి ఉంటే లేదా మేము క్లయింట్‌లతో నిర్వహించే పరీక్షల గురించి మరింత తెలుసుకోవాలనుకుంటే, మాకు ఒక లైన్ ఇవ్వండి. ఇది కేవలం సాంకేతిక చర్చ మాత్రమే కాదు - ఇది మీ డ్రోన్ కార్యకలాపాలను మీ కోసం కష్టతరం చేయడం గురించి.