中科院青岛能源所将科研成果应用于防“疫”

2020-02-17 12:06:18 来源: 科技日报 作者: 王健高 刘佳 赵娜

科技日报记者 王健高 通讯员 刘佳 赵娜

连日来,在青岛等地春天多雾天,如何加强疫情防控?中国科学院青岛生物能源与过程研究所将最新研发的高能量密度锂金属电池应用于无人机上,使载重无人机续航时间达到1小时,从而提高其复杂工况的工作能力,应用于整个园区外部尤其空中消毒工作,为研究所正常复工提供保障。

图为高能量密度锂金属电池应用于无人机正在喷洒消毒场景。辛云川 摄

据了解,无人机在农业、军事、运输等领域发挥重要作用。载重型植保无人机因升空、加速或急停时需要提供极高的功率,对电池的性能要求很高。鉴于目前商品电池的性能,载重型无人机续航里程十分受限,通常在满载情况下只能维持5-15分钟,影响作业效率。如何在保证高输出功率的前提下,提升续航里程,仍然是亟待解决的瓶颈问题。提升续航里程首先需要提高电池的能量密度,目前二次电池体系中,能提供最高能量密度是锂金属电池。而载重型植保无人机中,采用锂金属电池实现增程极富挑战。这是因为锂金属负极在大电流高面容量循环中会产生严重的粉化,从而显著提升电池内阻,无法满足高功率需求。高功率容易生成锂枝晶,对电池带来巨大的安全隐患。对此,青岛能源所董杉木等研究人员长期攻关锂金属电池,通过具有离子导电性的聚合物涂层技术以及原位SEI调控技术,抑制锂粉化,显著提升了锂金属电池的循环和安全性能。目前聚合物锂电池能量密度可达460Wh/kg以上。董杉木表示,值得强调的是通过对单体关键材料体系和极片结构体系的优化,解决了电池系统无法兼顾高瞬时输出功率以及高续航能力的核心瓶颈问题。

董杉木介绍,青岛能源所将开发的聚合物锂金属电池搭载中型植保机,实现其续航里程提高到三倍以上,远高于现有商品化无人机。该工作提升了无人机的工作效率,同时拓展了无人机的应用场景,未来有望在疫情防控、近海监测、孤岛运输等方面发挥更大的应用价值。

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责任编辑:陈小柒