Почему твердотельные аккумуляторы меняют правила игры для дронов

Не поймите меня неправильно: литий-ионные технологии были рабочей лошадкой для дронов. Компания превратила неуклюжие наборы для хобби в инструменты, которые могут доставлять лекарства или сканировать сельскохозяйственные поля. Но после разговоров с десятками операторов дронов за последний год я неоднократно слышал одни и те же разочарования. В январе прошлого года команде доставки в Миннесоте пришлось остановить свой автопарк, потому что температура -10°F уничтожила литий-ионные заряды за 12 минут. Служба аптечных дронов в Техасе попала в беду, когда аккумулятор перегрелся во время полета возле школы. И почти все жалуются на время полета: максимум 20-30 минут, а это означает, что поездка туда и обратно длиной в 4 мили утомляет. Чтобы доставка дронами вышла за рамки «пилотных проектов» и стала частью повседневной жизни, нам нужен аккумулятор, который не будет командовать.

Входитьтвердотельные батареи. Это не просто «улучшенная батарея» — это полная перезагрузка того, как мы питаем дроны. Большой сдвиг? Вместо жидкого электролита, который делает литий-ионный аккумулятор легковоспламеняющимся и чувствительным к погодным условиям, в твердотельном используется плотное твердое ядро ​​(например, керамика или армированный полимер). Это все равно, что заменить дырявую пластиковую бутылку с водой на термос из нержавеющей стали: более прочный, без проливов и созданный, чтобы справляться с хаосом. А для доставки дронами? Это небольшое изменение открывает возможности, о которых мы только говорили — до сих пор.

Начнем с самой очевидной победы: времени полета. Ранее в этом году я работал с тестированием сети пиццерий.твердотельные батареиоб их доставке дронами. Их старые литиевые установки могли пролететь 3 мили туда и обратно, неся с собой одну коробку пиццы, прежде чем требовалась подзарядка. С твердотельным? Они пролетели 8 миль (достаточно, чтобы охватить еще три района одним дроном) и добавили второй ящик, не уменьшив дальность действия. Это не просто «больше времени в воздухе»; В этом разница между доставкой дронов — новинкой и прибыльной частью их бизнеса. Небольшим операторам нужно удвоить зону доставки без покупки дополнительных дронов? Это итоговая победа, которую нельзя игнорировать.

Безопасность – еще один не подлежащий обсуждению вопрос. Прошлым летом клиент, доставляющий медикаменты во Флориде, испугался: литий-ионный аккумулятор начал дымить прямо в полете, что вынудило пилота приземлиться на пустыре. Они перешли на твердотельные прототипы, и с тех пор? Никаких перегревов, никаких утечек — даже когда дрон попал в грозу и нырнул в траву. Для дронов, летающих над оживленными улицами, школами или больницами, такое спокойствие не просто приятно — оно требует одобрения регулирующих органов. Легковоспламеняющаяся жидкость литий-ионных аккумуляторов всегда была тревожным сигналом для регулирующих органов; твердотельные полностью исключают этот риск.

Еще есть погода — тихий убийца производительности литий-ионных аккумуляторов. Тот клиент из Миннесоты, о котором я упоминал? Прошлой зимой они испытали твердотельные батареи, и вдруг их дроны летали в течение 40 минут при морозной температуре — достаточно, чтобы преодолеть весь маршрут, не оборачиваясь. В Аризоне служба доставки продуктов обнаружила, что твердотельные аккумуляторы сохраняют 90% заряда при температуре 100°F по сравнению с 60% у литий-ионных. Чтобы доставка дронами работала по всей стране, у вас не может быть системы, которая отключается в экстремальную погоду. Твердотельные технологии наконец-то дают операторам такую ​​согласованность.

Это не просто теория. Крупные производители аккумуляторов превращают прототипы в инструменты, которые могут реально использовать команды доставки. CATL — китайский аккумуляторный гигант, который питает половину электромобилей в мире — в начале этого года представил «конденсированную» твердотельную батарею емкостью 500 Втч/кг. Давайте переведем это для операторов дронов: стандартная литий-ионная батарея имеет максимальную емкость 250 Втч/кг, что дает вам 30 минут полета. При 500 Втч/кг? Вы рассчитываете на 1,5 часа полета. Представьте себе дрон, который может доставить посылки в целый небольшой город за одну поездку, перезарядиться за 45 минут (твердотельные заряжаются гораздо быстрее) и снова отправиться в путь. CATL уже тестирует их с китайскими фирмами по производству дронов, и первые отзывы о них огромны: один оператор сократил количество ежедневных остановок для зарядки с 8 до 3.

Давайте будем честными: препятствия все еще существуют. Сейчас твердотельные аккумуляторы стоят в 2-3 раза дороже литий-ионных. Но это нормально для новых технологий — помните, когда аккумуляторы электромобилей стоили \(1000 за кВтч? Сейчас они ниже \)150. CATL заявляет, что их аккумулятор емкостью 500 Втч/кг к 2026 году будет соответствовать ценам на литий-ионные аккумуляторы высокого класса, а QuantumScape нацелена на аналогичное сокращение затрат по мере наращивания производства. Масштаб производства является еще одной проблемой: сейчас большинство твердотельных батарей производятся небольшими партиями. Но по мере того, как все больше фирм, производящих дроны, размещают заказы, ситуация быстро изменится.

Вот итог для всех, кто занимается доставкой дронами: проблема с аккумулятором наконец-то решена. В течение следующих 3-5 лет полупроводниковые технологии превратятся из «неплохих» в «необходимые» для любого оператора, который хочет конкурировать. Команды, которые внедряют эту технологию раньше? Именно они будут доставлять посылки быстрее, охватывать большую территорию и завоевывать клиентов, в то время как конкуренты будут догонять литий-ионные технологии.

Для инвесторов это шанс войти в сектор, который вот-вот взорвется. Для потребителей это означает более быструю доставку, более надежное обслуживание и снижение затрат. А для нас — людей, создающих будущее доставки, — это означает, наконец, увидеть, что технологии дронов оправдывают шумиху.

Литий-ионный аккумулятор привел нас сюда. Но твердотельный? Доставка дронами будет осуществляться там, где мы всегда этого хотели.