Nghiên cứu, phân tích thành phần hóa học các vật liệu chính của pin Li-ion polymer trong bộ nguồn UAV
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.208.2025.75-82Từ khóa:
Li-polymer; Li-ion; Vật liệu điện cực; Pin, UAV.Tóm tắt
Với các UAV hiện đại, nguồn điện sử dụng thường là pin Li-ion polymer. Sử dụng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX), phổ nhiễu xạ tia X (XRD), nhiệt vi sai (TGA), diện tích bề mặt riêng (BET) và phổ hồng ngoại (FT-IR) chúng tôi đã xác định được thành phần hóa học của một số vật liệu chính trong pin Li-ion polymer dùng cho UAV. Đồng thời sử dụng phương pháp xác định kích thước, điện áp, nội trở tương ứng để xác định một số chỉ tiêu kỹ thuật chính của loại pin này. Kết quả phân tích cho thấy, pin Li-ion polymer dùng cho UAV có dạng hình lập phương, kích thước 281×72×5,2 mm (DxRxC), điện áp 3,78 V, điện trở nội 0,456 mW, vật liệu điện cực dương là LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 phủ trên lá Al, vật liệu điện cực âm là graphite phủ trên lá Cu, màng ngăn cách là polyethylene, chất kết dính là polyvinylidene fluoride (PVDF), lá sườn điện cực dương là Al, lá sườn điện cực âm là Cu. Kết quả phân tích cũng cho thấy cả điện cực âm và điện cực dương đều được làm từ vật liệu dạng bột, mịn, kích thước micromet, đồng đều.
Tài liệu tham khảo
[1]. Asif A. Laghari, Awais K. Jumani, Rashid A. Laghari, and Haque Nawaz, “Unmanned aerial vehicles: A Review”, Cognitive Robotics, Vol. 3, pp. 8–22, (2023).
[2]. Fan Bangkui, Li Yun, Zhang Ruiyu, and Fu Qiqi, “Review on the Technological Development and Application of UAV Systems”, Chinese Journal of Electronics, Vol. 29, No. 2, pp. 119–207, (2020).
[3]. Chun Xiao, Bin Wang, Dan Zhao, Chao Wang, “Comprehensive investigation on lithium batteries for electric and hybrid-electric unmanned aerial vehicle applications”, Thermal Science and Engineering Progress, Vol. 38, Article 101677, (2023).
[4]. Y. Zhang, Z. Li, Y. Huang, B. Cui, J. Zhou, and Y. Guo, “Modelling and simulation of high- and low-speed impact damage of lithium batteries for light and small UAVs”, International Journal of Impact Engineering, Vol. 180, Article 104703, (2023).
[5]. F. Nex, C. Armenakis, M. Cramer, D. A. Cucci, M. Gerke, E. Honkavaara, A. Kukko, C. Persello, and J. Skaloud, “UAV in the advent of the twenties: Where we stand and what is next”, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 184, pp. 215–242, (2022).
[6]. N. Nitta, F. Wu, J. T. Lee, and G. Yushin, “Li-ion battery materials: present and future”, Materials Today, Vol. 18, No. 5, pp. 252–264, (2015).
[7]. X. Zhou, Y. Zhou, L. Yu, S. Hu, and S. Y. Lee, “Gel polymer electrolytes for rechargeable batteries toward wide-temperature applications”, Chemical Society Reviews, Vol. 53, pp. 5291–5325, (2024).
[8]. H. Li, L. Wang, L. Wang, Y. Song, Z. Zhang, H. Zhang, A. Du, and X. He, “Significance of current collectors for high performance conventional lithium-ion batteries: A review”, Advanced Functional Materials, Vol. 33, No. 49, Article 2305515, (2023).
[9]. Alex K. Koech, Gershom Mwandila, Francis Mulolani, and Phenny Mwaanga, “Lithium-ion battery fundamentals and exploration of cathode materials: A review”, South African Journal of Chemical Engineering, Vol. 50, No. 5, pp. 321–339, (2024).
[10]. Navid N. Esfahani, Hamid Garmestani, Mohsen Bagheritabar, Dheyaa J. Jasim, D. Toghraie, and Hooman Firoozeh, “Comprehensive review of lithium-ion battery materials and development challenges”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 203, Article 114783, (2024).
[11]. Lei Yang, Wei Weng, Huanlin Zhu, Xiaopeng Chi, Wen Tan, Zhen Wang, and Shuiping Zhong, “Preparing ultra-thin copper foil as current collector for improving the LIBs performances with reduced carbon footprint”, Materials Today Communications, Vol. 35, Article 105952, (2023).
[12]. Mustafa Khan, Suxia Yan, Mujahid Ali, Faisal Mahmood, and Yong Wang, “Innovative solutions for high-performance silicon anodes in lithium-ion batteries: Overcoming challenges and real-world applications”, Nano-Micro Letters, Vol. 16, Article 179, (2024).
[13]. Dafaalla M. D. Babiker, Zubaida R. Usha, Caixia Wan, Mohmmed M. Elseed Hassaan, Xin Chen, and Liang B. Li, “Recent progress of composite polyethylene separators for lithium/sodium batteries”, Journal of Power Sources, Vol. 564, Article 232853, (2023).
[14]. Abdul G. Olabi, Qaisar Abbas, Pragati A. Shinde, Mohammad A. Abdelkareem, “Rechargeable batteries: Technological advancement, challenges, current and emerging applications”, Energy, Vol. 266, No. 1, Article 126408, (2023).
[15]. Ghassan Zubi et al., “The Li-ion battery: State of the art and future perspectives”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 89, pp. 292–308, (2018).
[16]. “Lithium polymer battery”, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_polymer_battery.
[17]. Chen L., Bang Tong, Shi Li, Ze S. Wei, Jin H. Sun, and Qing S. Wang, “Role of transition metal ratio on electrochemical and thermal properties of LiNixCoyMnzO2 layered materials for lithium-ion batteries”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 34, pp. 1936–1950, (2024).
[18]. Carolin Fischer, “Characterization of PVDF binder for Li-ion batteries by means of TGA-FT-IR”, NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb, Germany, (2019).
