De ce bateriile cu stare solidă sunt o schimbare de joc pentru drone

Nu mă înțelege greșit – ionul de litiu a fost un cal de bătaie pentru drone. A transformat trusele de hobby incomode în instrumente care pot furniza medicamente sau pot scana câmpurile agricole. Dar după ce am vorbit cu zeci de operatori de drone în ultimul an, am auzit aceleași frustrări repetate. O echipă de livrare din Minnesota a trebuit să-și lase flota în ianuarie anul trecut, deoarece temperaturile de -10°F au ucis încărcăturile cu litiu-ion în 12 minute. Un serviciu de drone de farmacie din Texas a avut un apel strâns când o baterie s-a supraîncălzit în timpul zborului în apropierea unei școli. Și aproape toată lumea se plânge de timpul de zbor: maxim 20-30 de minute, ceea ce înseamnă că o călătorie dus-întors de 4 mile îl împinge. Pentru ca livrarea cu drone să treacă dincolo de „proiectele-pilot” și să intre în viața de zi cu zi, avem nevoie de o baterie care să nu acționeze.

Intrăbaterii cu stare solidă. Aceasta nu este doar o „baterie mai bună” – este o resetare completă a modului în care alimentam dronele. Marea schimbare? În loc de electrolitul lichid care face ionul de litiu inflamabil și sensibil la intemperii, starea solidă folosește un miez dens și solid (gândiți-vă la ceramică sau la polimer armat). Este ca și cum ai schimba o sticlă de apă din plastic cu scurgeri cu un termos din oțel inoxidabil: mai dur, fără scurgeri și construit pentru a face față haosului. Și pentru livrarea cu drone? Această mică schimbare deblochează posibilități despre care am vorbit doar - până acum.

Să începem cu cel mai evident câștig: timpul de zbor. La începutul acestui an, am lucrat cu o testare a lanțului de pizzabaterii cu stare solidăpe dronele lor de livrare. Vechile lor configurații cu litiu puteau zbura 3 mile dus-întors, purtând o cutie de pizza, înainte de a avea nevoie de o reîncărcare. Cu stare solidă? Au atins 8 mile – suficient pentru a acoperi încă trei cartiere per dronă – și au adăugat o a doua cutie fără a reduce raza de acțiune. Acesta nu este doar „mai mult timp în aer”; aceasta este diferența dintre livrarea cu drone ca o noutate și o parte profitabilă a afacerii lor. Pentru operatorii mici, vă dublați zona de livrare fără a cumpăra mai multe drone? Acesta este un câștig de bază pe care nu îl poți ignora.

Siguranța este un alt nenegociabil. Vara trecută, un client care livra materiale medicale în Florida a avut o sperietură: o baterie cu litiu-ion a început să fumeze în timpul zborului, forțând pilotul să aterizeze pe un teren viran. Au trecut la prototipuri cu stare solidă și de atunci? Fără supraîncălzire, fără scurgeri – chiar și atunci când o dronă a fost prinsă de o furtună și a căzut cu nasul în iarbă. Pentru dronele care zboară pe străzi aglomerate, școli sau spitale, această liniște sufletească nu este doar plăcută, ci este necesară obținerea aprobării de reglementare. Lichidul inflamabil cu ioni de litiu a fost întotdeauna un steag roșu pentru autoritățile de reglementare; starea solidă elimină în totalitate acest risc.

Apoi mai este vremea – ucigașul tăcut al performanței cu ioni de litiu. Clientul acela din Minnesota pe care l-am menționat? Au testat bateriile cu stare solidă în iarna trecută și, dintr-o dată, dronele lor au zburat timp de 40 de minute la temperaturi înghețate - suficient pentru a-și acoperi întregul traseu fără a se întoarce. În Arizona, un serviciu de livrare de produse alimentare a descoperit că bateriile cu stare solidă țin 90% din încărcare la 100°F, comparativ cu 60% cu litiu-ion. Pentru ca livrarea cu drone să funcționeze la nivel național, nu puteți avea un sistem care se oprește atunci când vremea devine extremă. În cele din urmă, starea solidă oferă operatorilor această consistență.

Nici asta nu este doar teorie. Marii jucători de baterie transformă prototipurile în instrumente pe care echipele de livrare le pot folosi efectiv. CATL – gigantul chinez de baterii care alimentează jumătate din mașinile electrice din lume – a lansat o baterie „condensată” cu stare solidă care atinge 500 Wh/kg la începutul acestui an. Să traducem asta pentru operatorii de drone: o baterie standard litiu-ion ajunge la 250 Wh/kg, oferindu-ți 30 de minute de zbor. La 500 Wh/kg? Te uiți la 1,5 ore de zbor. Imaginați-vă o dronă care poate livra pachete într-un întreg oraș mic într-o singură călătorie, se poate reîncărca în 45 de minute (încărcare în stare solidă, de asemenea, mult mai repede) și ieși din nou. CATL le testează deja cu firme de drone chineze, iar feedbackul timpuriu este imens - un operator și-a redus opririle zilnice de încărcare de la 8 la 3.

Acum, să fim realiști – încă mai sunt obstacole. Acum, bateriile cu stare solidă costă de 2-3 ori mai mult decât litiu-ion. Dar acesta este egal pentru cursul cu noile tehnologii – țineți minte când bateriile de mașini electrice costă \(1.000 per kWh? Acum sunt sub \)150. CATL spune că bateria lor de 500 Wh/kg se va potrivi cu prețurile high-end litiu-ion până în 2026, iar QuantumScape țintește reduceri similare de costuri pe măsură ce crește producția. Scara de producție este o altă provocare - în prezent, majoritatea bateriilor cu stare solidă sunt fabricate în loturi mici. Dar pe măsură ce mai multe firme de drone plasează comenzi, asta se va schimba rapid.

Iată concluzia pentru oricine care livrează cu drone: blocajul bateriei se rupe în sfârșit. În următorii 3-5 ani, starea solidă va trece de la „drăguț de a avea” la „ne trebuie să aibă” pentru orice operator care dorește să concureze. Echipele care adoptă această tehnologie devreme? Ei vor fi cei care vor livra pachete mai rapid, vor acoperi mai mult teren și vor câștiga clienții, în timp ce concurenții vor rămâne din urmă cu litiu-ion.

Pentru investitori, aceasta este o șansă de a intra într-un sector care este pe cale să explodeze. Pentru consumatori, înseamnă livrări mai rapide, servicii mai fiabile și costuri mai mici. Iar pentru noi – oamenii care construiesc viitorul livrărilor – înseamnă, în sfârșit, să vedem că tehnologia dronelor este la înălțimea hype-ului.

Litiu-ion ne-a adus aici. Dar în stare solidă? Va fi nevoie de livrare cu dronă acolo unde ne-am dorit întotdeauna să ajungă.