Qual é a estrutura interna de uma bateria de drones?

A tecnologia de drones revolucionou as indústrias que variam de fotografia aérea a aplicações industriais. No coração dessas maravilhas voadoras, há um componente crítico: oBateria de lítio do drone. As capacidades estáveis ​​de voo e operacional dos drones dependem inteiramente da engenharia de precisão dessas baterias de lítio.

Neste artigo, vamos nos aprofundar nas células, química e estrutura debaterias de drone, revelando a complexidade que alimenta diversos veículos aéreos não tripulados.

Quantas células estão em uma bateria de drones padrão?

O número de células em uma bateria do drone pode variar com base no tamanho do drone, requisitos de energia e uso pretendido. No entanto, a maioria das baterias de drones padrão normalmente contém várias células conectadas em séries ou configurações paralelas.

Dentro de cada célula, um eletrodo positivo (como material ternário de lítio), eletrodo negativo (grafite), eletrólito (condutor de íons) e separador (impedindo os curtos circuitos entre os eletrodos) trabalham juntos para alcançar a função central de "armazenar energia durante o carregamento e entrega de energia durante a descarga".

A maioria dos drones comerciais e profissionais utiliza baterias de várias células para aumentar a duração da potência e do voo. As configurações mais comuns incluem: 2s, 3s, 4s e 6s.

Baterias LIPO (Polímero de Lítio)são o tipo mais prevalente em drones, com cada célula classificada em 3,7V. A conexão de células em série aumenta a tensão, fornecendo maior poder aos motores e sistemas do drone.

Em uma configuração em série, as células são conectadas de ponta a ponta, vinculando o terminal positivo de uma célula ao terminal negativo da próxima. Esse arranjo aumenta a tensão geral da bateria, mantendo a mesma capacidade.

Em uma configuração paralela, as baterias são conectadas a todos os terminais positivos vinculados e todos os terminais negativos vinculados. Esse arranjo aumenta a capacidade total (MAH) da bateria, mantendo a mesma tensão.

Independentemente da configuração, as baterias modernas de drones integram sofisticadas sistemas de gerenciamento de bateria (BMS). Esses circuitos eletrônicos monitoram e regulam as tensões celulares individuais, garantindo carregamento e descarregamento equilibrado em todas as células dentro do pacote.

Estrutura interna das baterias de polímero de lítio: ânodo, cátodo e eletrólito

Para entender verdadeiramente as baterias do drone, devemos examinar seus componentes internos. As baterias de polímero de lítio, a fonte de energia por trás da maioria dos drones, consistem em três elementos primários: o ânodo, cátodo e eletrólito.

Ânodo: o eletrodo negativo

O ânodo em uma bateria de polímero de lítio é normalmente feito de grafite, uma forma de carbono. Durante a descarga, os íons lítio se movem do ânodo para o cátodo, liberando elétrons que fluem através do circuito externo para alimentar o drone.

Catodo: o eletrodo positivo

O cátodo é geralmente composto por um óxido de metal de lítio, como óxido de cobalto de lítio (Licoo₂) ou fosfato de ferro de lítio (LIFEPO₄). A escolha do material do cátodo influencia as características de desempenho da bateria, incluindo densidade e segurança de energia.

Eletrólito: a rodovia ion

O eletrólito em uma bateria de polímero de lítio é um sal de lítio dissolvido em um solvente orgânico. Esse componente permite que os íons de lítio migrem entre o ânodo e o cátodo durante os ciclos de carga e descarga. Uma característica única das baterias de polímero de lítio é que esse eletrólito é imobilizado dentro de um composto de polímero, tornando a bateria mais flexível e menos propensa a danos.

Suporte de proteção: Habitação e conectores

Além do módulo principal, o alojamento e os conectores da bateria do drone - embora não esteja diretamente envolvido na entrega de energia - serve como o "esqueleto", garantindo integridade estrutural:

Habitação: Normalmente construído a partir de liga de plástico abdômen ou alumínio da chama-retardante, oferecendo resistência ao impacto, retardância da chama e isolamento térmico. Ele incorpora orifícios de ventilação para evitar superaquecimento durante a operação celular.

Conectores e interfaces: fios de cobre de várias fões internos (altamente condutores e resistentes a dobras) conectam as células ao BMS. As interfaces externas geralmente usam conectores XT60 ou XT90 com proteção de plug reversa para evitar danos acidentais contra conexões incorretas.

Manutenção básica: proteja os componentes internos para prolongar a vida útil da bateria

Evite sobrecarregar ou desgaste excessivo (armazene entre 20% a 80% de capacidade) para impedir a sobrecarga de BMS e a degradação celular;

Evite entrada de água ao limpar os conectores para evitar curtos circuitos na fiação;

Substitua os cartuchos danificados prontamente para proteger células internas e BMS do impacto físico.

A arquitetura interna das baterias do drone representa uma sinergia precisa de "energia, controle e proteção". Com os avanços em baterias de estado sólido e tecnologia BMS inteligente, os projetos futuros de baterias se tornarão mais compactos e eficientes, fornecendo suporte central para atualizações de desempenho de drones.