Почему дроны используют литий-полимерные аккумуляторы

I. Обзор литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов

1.1 Что такое литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)?

• Структура и плотность энергии
Литий-ионные аккумуляторы, как правило, используют цилиндрические или прямоугольные металлические корпуса, заполненные жидким электролитом. Их характеристики включают:
Отличная объёмная плотность энергии (Вт·ч/кг)
Высокая конструкционная прочность и устойчивость
Немного больший вес
Более низкая способность к разряду по сравнению с аккумуляторами LiPo
Благодаря высокой плотности энергии, литий-ионные аккумуляторы широко используются в:
Ноутбуки
Электромобили
Дроны для аэросъемки
Платформах с длительным временем автономной работы

• Ключевые особенности литий-ионных аккумуляторов
Высокая плотность энергии, обеспечивающая более длительное время полета
Долгий цикл жизни (~300–500 циклов)
Более выгодное соотношение цены и емкости
Более стабильная химия, безопаснее в эксплуатации
Более низкая скорость разряда, ограниченный мгновенный ток
Идеально для:
Дроны для аэрофотосъемки, дальнобойные FPV-дроны, съемочные дроны, дроны с фиксированным крылом.

1.2 Что такое литий-полимерные аккумуляторы (LiPo)?

• Структура и гибкость
LiPo-аккумуляторы используют гелеобразный полимерный электролит и мягкий пакетный корпус, что обеспечивает следующие основные преимущества:
Сверхлегкий
Гибкий размер / легко настраивается
Низкое внутреннее сопротивление
Очень высокие скорости разряда (25C–150C)
Таким образом, батареи LiPo доминируют:
Дрон для гонок fpv
Дроны для фристайла
Модельные самолеты

• Ключевые особенности LiPo
Исключительно высокая сила разряда
Низкое внутреннее сопротивление и отличная стабильность напряжения
Легкий вес, гибкая форма
Низкая плотность энергии
Более короткий срок службы и склонность к раздуванию
Идеально для:
Применение в дронах с высокими характеристиками и быстрым откликом.

1.3 Основные различия между литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами

• Сравнение плотности энергии и веса
Таблица 1 — Обзор литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов

Li-ion = «летает дольше»
LiPo = «летает мощнее и быстрее»
• Скорость разрядки и летные характеристики
Таблица 2 — Сравнение скорости разрядки

Исключительно высокая способность LiPo к разрядке — основная причина, по которой гоночные дроны не могут использовать Li-ion.

II. Срок службы литий-ионных и LiPo аккумуляторов

2.1 Сравнение циклов зарядки и разрядки

• Характеристики срока службы Li-ion
300–500 циклов
Высокая устойчивость к деградации при хранении
Редко раздувается
Медленная потеря ёмкости при низком/среднем разряде
В целом более длительный срок службы по сравнению с LiPo

• Производительность и срок службы LiPo
150–300 циклов (зависит от интенсивности использования)
Высокий ток разряда ускоряет старение
Склонен к раздуванию
Требуются строгие условия зарядки/хранения
Высокая производительность → более короткий срок службы.

2.2 Ключевые факторы, влияющие на срок службы аккумулятора

• Привычки зарядки и разрядки
Избегайте перезарядки (максимум 4,2 В/ячейку)
Избегайте глубокой разрядки (ниже 3,3 В/ячейку)
Балансировка при зарядке обязательна
Напряжение хранения 3,75–3,85 В/ячейку
Глубокая разрядка особенно вредна для LiPo

• Условия окружающей среды
Высокая температура ускоряет старение/вспучивание
Низкая температура снижает способность к разрядке
Длительное хранение в полностью заряженном или полностью разряженном состоянии увеличивает деградацию
Батареи LiPo более чувствительны к условиям окружающей среды.

III. Факторы, связанные с производительностью дронов

3.1 Плотность энергии и время полета

• Влияние на выносливость
Более высокая плотность энергии → более длительное время полета
Li-ion: наилучшая выносливость
LiPo: высокая мощность, но более короткое время работы
Таким образом, дроны дальнего действия обычно выбирают Li-ion.

• Какая батарея обеспечивает более длительное время полета?
Победитель: литий-ионные батареи
Наиболее подходит для:
Аэрофотосъёмка
Изучение
Долгосрочное FPV
Самолёты с фиксированным крылом
LiPo подходит для коротких, но мощных полётов.

3.2 Способность к разряду и выходная мощность

• Высокопроизводительные полётные задачи
Гоночные дроны требуют:
Быстрое ускорение
Кувырки, перевороты, резкие повороты
Скоростные пикирования
Мгновенный отклик дросселя
LiPo-батареи обеспечивают высокий мгновенный ток.

• Li-ion и LiPo в гоночных дронах
Таблица 3 — Сравнение характеристик в гонках

Гоночные дроны должны использовать LiPo-батареи.

3.3 Влияние веса и размера

• Вес и летные характеристики
Легкие дроны выигрывают за счет:
Более высокого ускорения
Повышенной маневренности
Лучшей эффективности двигателей
Конструкция LiPo с мягкой упаковкой → идеальна для дронов, чувствительных к весу.

• Преимущества для малых дронов
LiPo можно изготовить в виде:
Тонких пакетов
Квадратных/прямоугольных элементов
Индивидуальные размеры
Любых последовательных/параллельных конфигураций
Идеально подходит для микродронов и компактных FPV-конструкций.

IV. Безопасность литий-ионных и LiPo аккумуляторов

4.1 Анализ распространённых рисков

• Риски литий-ионных аккумуляторов
Внутреннее короткое замыкание
Термический выброс
Воздействие высокой температуры
Физический ущерб
Неправильная зарядка

• Металлический корпус → повышает защиту.

• Риски LiPo аккумуляторов
Мягкая упаковка LiPo более хрупкая:
Легкое разбухание
Чувствителен к сжатию/проколу
Перезарядка = опасность возгорания
Повышенный риск теплового разгона
LiPo требует более аккуратного обращения.

4.2 Меры предосторожности

• Правильная зарядка и хранение
Используйте балансировочный зарядное устройство
Не превышайте 4,2 В/ячейку
Напряжение хранения ~3,8 В
Используйте огнестойкие сумки для LiPo-аккумуляторов
Никогда не заряжайте без присмотра

• Ежедневное обслуживание
Проверяйте вздутие перед каждым полетом
Избегайте падений/сдавливания
Дайте батарее остыть перед зарядкой
Прекратите использование при повреждении
Li-ion и LiPo могут быть безопасными при правильной эксплуатации.

V. Как выбрать подходящий аккумулятор для вашего дрона

5.1 Лучший выбор для гоночных дронов — почему выигрывает LiPo

Гоночные дроны требуют:
Экстремально высокая импульсная мощность
Быстрый отклик напряжения
Ультралёгкий вес
Гибкие формы
LiPo соответствует всем требованиям → промышленный стандарт для FPV.

5.2 Лучший выбор для аэросъёмки — почему Li-ion идеален

Аэросъёмка требует:
Длительное время полёта
Стабильное выходное напряжение
Меньший постоянный ток
Li-ion обеспечивает:
Большая выносливость
Более длительный срок службы
Более стабильная производительность
Многие профессиональные дроны (например, DJI) используют системы Li-ion или гибридные LiPo-HV.

5.3 Баланс между производительностью и сроком службы

Выберите LiPo, если вам нужно:
Высокая мощность
Быстрый отклик дросселя
Максимальная маневренность
Гонки или фристайл
Выберите Li-ion, если вам нужно:
Более длительное время полета
Дальнее путешествие
Эффективная работа при низком энергопотреблении
Аэрофотосъемка / промышленные миссии

Окончательный вывод: почему литий-полимерные аккумуляторы commonly используются в дронах?
Литий-полимерные аккумуляторы доминируют в применении для дронов благодаря:
Очень высокой скорости разряда
Легкая конструкция
Низкое внутреннее сопротивление
Мощной импульсной мощности
Подходящей для высокоманевренного полета
Литий-ионные блоки обеспечивают более длительное время автономной работы и более долгий срок службы, но они не могут обеспечить мгновенный ток, необходимый для гонок и свободного полета, что делает LiPo незаменимыми для FPV-дронов.

Описание： Дроны используют литий-полимерные батареи, потому что они легкие, обеспечивают очень высокие токи разряда и мощную кратковременную отдачу энергии для быстрого ускорения и маневренности. Ячейки LiPo обладают низким внутренним сопротивлением и быстрым откликом напряжения, что делает их идеальными для гонок на дронах (FPV) и высокопроизводительных применений.