¿Por qué los drones usan Li-Po en lugar de Li-Ion? [cerrado]

Según todas las fuentes que he encontrado, la única ventaja de Li-Po es su forma, pero son más caros, tienen menor densidad de energía y son más peligrosos en comparación con Li-Ion.

¿Por qué los drones usan baterías de Li-Po en lugar de baterías de Li-Ion, por ejemplo, 3s2p 18650 Li-Ion con un circuito de protección de 40 A?

¿No es el Li-ion la familia de las baterías y el litio-polímero un miembro de la familia del Li-ion? Además, las corrientes son bastante altas, no sé si muchos 18650 pueden sacarlo (incluso si los pones en paralelo)
El polímero de litio es un tipo de iones de litio, por lo que toda la premisa detrás de la pregunta no tiene sentido.
Mira este video. Menciona sus ventajas, por ejemplo, sorteos de corriente más altos: youtube.com/watch?v=jsqJn-3iDLI

Respuestas (5)

Para esta respuesta, definiré LiPo como paquetes planos y Li-Ions como 18650. La realidad es más confusa que eso, pero creo que esta forma de definir los términos ayudará a responder a su pregunta tal como parece haber sido su intención.

Tradicionalmente, la década de 18650 no admitía aplicaciones de alta corriente, una clasificación de corriente continua de 5A se consideraba alta. Los 18650 que admiten corriente continua de 20 A eran más o menos desconocidos hasta que aparecieron en el mercado celdas de alta potencia como la Sony VTC3.

(Como regla general, los 18650 que afirman admitir más de 30 A continuos, incluso hoy en día, simplemente están sobrevalorados. También existe una compensación entre la capacidad y la capacidad de corriente continua; por ejemplo, el Sony VTC4 de 30 A tiene "solo" 2100 mAh. )

Muchas de las razones por las que los drones usan lipos son probablemente la tradición, debido a esto.

Cuando dices que los LiPo tienen una densidad de energía más baja, te refieres a una relación de energía a volumen más baja, ¿verdad? Estoy bastante seguro de que tienen una relación de energía a peso más alta o al menos tan alta como los iones de litio. 18650 Li-Ions tienen una carcasa de metal. Eso es peso innecesario.

El factor de forma plano de muchos LiPo probablemente también ayude con el enfriamiento.

Creo que las baterías utilizadas en los drones RC podrían tener una capacidad volumétrica peor que la de 18650, ya que tienen láminas de cobre más grandes para mantener esas capacidades de alta corriente y reducir la ESR. Aunque no he comparado ningún número, por lo que podría ser que, de hecho, sean mejores, pero eso es lo que he escuchado como razón para ello.
Sí, la razón principal son las capacidades actuales. Las baterías utilizadas en los drones pueden descargarse a velocidades que pueden oscilar entre 10 y 40 C (descarga total en 1,5 a 6 minutos), mientras que una velocidad de más de 1 a 2 C en un Li-Ion normal comienza a tener un impacto negativo en el ciclo de vida.
Sí. Para reiterar lo que dijo Redja, la principal diferencia entre las baterías de aviación RC y otras baterías de litio (ya sea Lipo o Li-ion) es la calificación C más alta. No importa cómo apiles las baterías de 10C en paralelo o en serie, no podrás agotarlas en menos de 6 minutos, y la potencia de ráfaga disponible para las maniobras tampoco puede superar este límite. Entonces, los drones generalmente usan baterías de C más altas. Por alguna razón, las baterías de muy alta C no están disponibles en tecnología Li-Ion o factor de forma 18650.
@mkeith eso puede haber sido cierto hace unos años, pero Li-Ion está mejorando. El LG HB6 (PINK) tiene 1500 mah y tiene una clasificación de 30 A continuos y, de hecho, los puntos de referencia de prueba en la batería no tienen problemas para producir 32 A, con 4 celdas que son 128 A o 128,000 mah, lo que supera la mayoría de las configuraciones. 4x LG HD2 2000mah 100A, 4x Samsung 25R 2500mah 80A, estas son tasas continuas y la mayoría puede manejar fácilmente ráfagas de 5-10A EXTRA por celda. El peso de una 18650 de calidad es de alrededor de 40-50 g, que en total es aproximadamente el mismo peso que una LiPO decente.
@Dampmaskin Ni LG, Panasonic, Samsung o Sony han vendido nunca una Lithium 18650 con tasas continuas falsas, ¿por qué? imagina todas las demandas con computadoras portátiles que explotan. Los 18650 que funcionan mal son falsos o de mala calidad, como Ultrafire, Efest, etc. Ver: i.imgur.com/O2ByACd.jpg
El problema con 18650 es que se falsifican fácilmente porque las baterías se pueden volver a envolver... por ejemplo, envolver para Ultrafire y Panasonic
@SimonHayter 30A para una batería de 1,5 Ah sigue siendo solo 20C. Eso es impresionante para un 18650, pero LiPo es aún más alto. Los paquetes de 30C están disponibles para LiPo. Y el punto principal que estaba tratando de hacer es que la calificación C de la celda y la calificación C del paquete son siempre las mismas. Agregar más celdas en paralelo aumenta la capacidad del paquete, pero no aumenta la calificación C. La clasificación C es importante para aplicaciones en las que la duración de la batería es de solo unos minutos.
@mkeith "Agregar más celdas en paralelo aumenta la capacidad del paquete, pero no aumenta la calificación C". Eso no es cierto, si lo fuera, los autos Tesla no se moverían ni un centímetro; utilizan paquetes de baterías 18650 en serie y paralelo. El beneficio para LIPO sobre LI-ION es la clasificación C sobre la masa, LIPO proporciona una clasificación C más alta con una masa más baja que LI-ION, de lo contrario, son prácticamente iguales en capacidad / masa.
No diría que C es la medida de la densidad de potencia, la densidad son los amperios por hora sobre la masa, C es la medida de la entrega de potencia y a veces no lo es, eso es exactamente lo que significa la clasificación C, es un multiplicador de Amp/Hrs para cuánta corriente puede fluir "de forma segura". Puede obtener la misma calificación C de LI-Ion, pero la masa (o el peso en la gravedad de la Tierra) sería demasiado para los drones o la mayoría de los RC.
Estamos usando 18650 como ejemplo, que es un tamaño estandarizado que todos los 18650 "deberían" seguir, no hay un tamaño de paquete estándar para LIPO aunque podría existir. Saliendo del tamaño 18650, hay paquetes de baterías de iones de litio que tienen el mismo voltaje y clasificación C, pero son monstruos de tamaño comparable. Sin embargo, tienen más amperios/horas, pero, de nuevo, el peso no sería práctico ni posible para los drones.
Desde el punto de vista del consumidor, la calificación C es una unidad torpe y poco práctica de todos modos, ya que depende de la capacidad. Es más fácil relacionarse con los amperios máximos de descarga continua por celda o para toda la batería. Al igual que Ah es una unidad poco práctica cuando se usa la batería con un regulador reductor y/o elevador, especialmente si utiliza varias baterías en serie, entonces Wh es el camino a seguir. Simplemente convierta las unidades anticuadas en otras más utilizables lo antes posible y ahórrese un poco de dolor.
@mkeith Ese es el punto, te refieres a una batería específica, LIPO no tiene un tamaño específico, para obtener más amperios o C hacen que las celdas sean más grandes, LI-Ion tiene la misma capacidad. No solo existe la batería 18650, es la más común y más fácil para un consumidor hacer un tamaño estándar, pero hay otros tamaños de batería de iones de litio y se podrían crear otros si hubiera una necesidad práctica. Francamente, creo que nos estamos desviando del tema de la pregunta del OP, la conclusión es que, frente a Li_Ion, LIPO tiene la mejor proporción de amperios / hora y entrega de potencia a masa para drones.
@mkeith Si toma 1 celda que tiene una tasa de descarga de 2C, que sería, para 3400 mAH, 6,8 amperios de flujo de corriente, si toma 2 de esas baterías en paralelo, serían 2 x 3400 mAH o 6800 mAH x el 2C es 13,6 amperios de flujo . En otra perspectiva, las baterías tienen una resistencia interna, la corriente a través de la resistencia crea calor, por lo que se debe limitar la corriente. ¿Qué le sucede a la resistencia cuando pones resistencias en paralelo? ¿Qué le sucede a la corriente cuando pones resistencias en paralelo? Lo mismo se aplica a las baterías y celdas para el caso.
Entonces es 2C en ambos casos. Entonces, agregar una celda paralela no tuvo efecto en la tasa C. Gracias por probar mi punto.
@mkeith No entendí bien su punto, si quiere estar en lo correcto, la "clasificación C" no cambia en baterías paralelas de la misma clasificación C, que así sea, no estoy muy seguro de cómo es útil, pero la clasificación C no es una medida de Densidad de poder. Sin embargo, las mismas baterías con clasificación C en paralelo multiplican la corriente, lo cual es información más útil y por qué estoy de acuerdo con Dampmaskin acerca de que la clasificación C es torpe porque no cambia a pesar de que la corriente de salida sí cambia y es engañosa.
La clasificación C está muy relacionada con la densidad de potencia. Sería mejor citar Watts/kg, supongo. Pero C es un sustituto decente por la sencilla razón de que, al comparar tipos similares de baterías, la densidad de energía es relativamente constante. Entonces, nuevamente, específicamente para drones, la calificación C es muy importante y muy relevante. Si quieres hablar más, podemos ir al chat. Probablemente borraré la mayoría de estos comentarios pronto. En primer lugar, no debería haber permitido una cadena de comentarios tan larga.

El peso y el tamaño también juegan un papel. Los paquetes LiPo no usan una carcasa de metal (= menos peso) y la forma en que están construidos hace que usen mucho menos espacio en comparación con las 18650 celdas.

la razón por la cual las personas no usan 18650 como fuente de energía para drones es el problema de la tasa C o la corriente de descarga.

para la mayoría de los paquetes de baterías 18650, una tasa de 5C a veces es difícil de alcanzar para la mayoría de los pequeños fabricantes en China, por no decir 10C o 20C (la tecnología es un problema, el precio es otro problema, si más empresas chinas pueden fabricar baterías que alcancen los 20C, el precio debería ser más bajo).

pero las cosas son bastante diferentes para las baterías lipo, 30C es común para la mayoría de los fabricantes

así que, de nuevo, las lipo son más baratas y maduras para aplicaciones de descarga de alta velocidad.

no podemos usar Li-ion para drones. al menos he probado 2 18650 de 5800 mAh en paralelo: cuando los conectas a motores sin placa, las baterías se calientan muy pronto y la velocidad de los motores baja. pero a través de un Li-poly, los motores funcionan realmente mejor.

" He probado 2 18650 de 5800 mAh en paralelo " Para su información, tenga en cuenta que actualmente (en 2018) no existe una batería de 5800 mAh 18650. Las baterías genuinas 18650 de mayor capacidad son de alrededor de 3000 mAh (o un poco más) de los principales fabricantes, con disponibilidad limitada en el mercado minorista. Por lo tanto, las baterías que intentó usar eran falsas y podrían haber tenido cualquier capacidad real , y probablemente fueran de mala calidad. :-( Debería investigar las baterías 18650 falsas. Un ejemplo de los resultados de las pruebas de las baterías 18650 falsas está aquí: danyk.cz/test18650_en.html

la descarga no es problema EN ABSOLUTO. Sanyo L ncR 20700b 6612 Las celdas de iones de litio tienen una descarga de 15c, y paralelo 4x, obtienes 60c. esta práctica tampoco es infrecuente en las baterías Lipo. y NO, el problema no es el tamaño frente a los vatios hora. la densidad de potencia de una 20700 es casi el doble que la de la Lipo más potente, incluida la carcasa. la única comparación que importa es la potencia con respecto a la densidad de peso. y para 20700 esto es 106wh por Lb. Si desea ver cómo se compara eso con Lipo, busque en línea los pesos/especificaciones de la batería y haga los cálculos. descubrirá que Lipo es de aproximadamente 60 Wh por libra ... PERO, debe construir su propio paquete y enfrentar el riesgo de no tener protección contra descargas (a menos que conozca a alguien que pueda construir el circuito a medida para usted).

Las celdas en paralelo aumentan la corriente máxima de descarga, medida en amperios. Pero no aumenta la descarga máxima cuando se mide en C. Si tiene una celda de 1 Ah clasificada para una descarga de 10 A, eso es 10 C. Si agrega un segundo en paralelo, tiene un paquete de 2Ah clasificado para 20A, que sigue siendo 10C.
Básicamente, un paquete compuesto por celdas de 20C siempre podrá descargarse más rápidamente que un paquete compuesto por celdas de 10C. Las celdas 20C tendrán una mayor densidad de potencia (a diferencia de la densidad de energía).
@jeff: Esto es ilegible debido a la falta de mayúsculas y puntuación aleatoria y faltante. -1.