无人机动力源解读：电池的种类、特点及在航模中的应用

无人机动力源解读：电池的种类、特点及在航模中的应用

大家好，我是宇飞，本期给大家带来的是无人机动力来源——电池的解读。我举个简单的例子：无人机有一定的自动驾驶功能，相当于我们人类。飞控是它的大脑，IMU是它的神经系统，GPS和超声波是它的眼睛，数传电台是它的耳朵和嘴巴，电机则是它的心脏。虽然这个比喻不太恰当，但它和人类一样，也需要吃饭，那就是电。

说到电池，我们并不陌生，但你对电池到底了解多少呢？和往常一样，我们从头开始。

电池的种类很多，有叠层电池、铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、锂聚合物电池、磷酸铁锂电池等等，不管是按容量还是按用途来分类，电池之间还是有很大区别的，航模中最常用的就是锂聚合物电池，虽然都是锂聚合物电池，但是锂聚合物电池之间还是有很大区别的。

先说说电池的种类和各个电池的特点，先从我们最早的电池说起，我们经常见到的体积比较大，塑料外壳，这种电池里面充满的是液体，电压一般是12伏，多用于汽车上，没错，就是铅酸电池（VRLA），用字母pb表示。

这种电池主要由两种不同的铅板和电解液（硫酸和蒸馏水）组成，通过化学反应储存电能。额定电压为1S时2V，空电时1.5V，满电时2.4V。一般12V的电池由6节2V的电池串联而成。这种电池不能倒置或侧放，否则电解液会流出；这种电池体积大、重量重、非常笨重。价格便宜，多用于汽车、电动车、轮船等场所。

在铅酸电池面市之后，另一种新型电池也逐渐流行起来，那就是镍镉电池，缩写为NI-CD。

这种电池和我们平时用的干电池长得一模一样，通用性强，额定电压1.2v，放电截止电压1.0v，充电截止电压1.4v。这种电池具有容量高、放电电流比干电池大、充电速度快、可重复使用500次以上等优点，目前已经逐渐占领了手电筒、玩具车等市场。但是这种电池有一个非常大的缺点，就是记忆效应。记忆效应就是当放电到1.1v后再充电，充满电后再放电，最低点还是1.1v，而不是1.0v。但后来问世的镍氢电池解决了这个问题。镍氢电池，用字母NI-MH表示，

这种电池放电电流比镍镉电池大，充电速度也快，工作电压1.2V，最低电压1.0V，充满电压1.4V，与镍镉电池相比，储备电量增加30%以上，重量也较轻。它的缺点是价格比镍镉电池贵很多，但它是航模最早使用的电池。随着航模无刷电机的诞生，大电流需求镍氢电池无法满足，后来出现了锂聚合物电池，英文名：li-po，

与镍氢电池相比，除了没有记忆效应外，放电倍数、电压、容量等都有了很大的改变。这种电池和锂电池很相似，正极材料为钴酸锂、锰酸锂、三元原料和磷酸铁锂材料，负极为石墨。电池的工作原理基本相同，它们之间主要的区别就是电解质，液态锂离子电池采用的是液态电解质，而聚合物锂离子电池则是采用的是固态的聚合物电解质，这种聚合物可以是干的，也可以是胶体，目前多数是聚合物凝胶电解质。这种电池的工作电压为3.7V，满电时为4.2V，最低为3.3V。容量大小不一，工作寿命在400次左右。价格相对较高。

随着现代新型电池的出现，一些磷酸铁锂电池也逐渐进入市场，英文名为Li-Fe，这种电池电压3.2V，最低2.9V，最高3.6V，循环寿命高达2000次以上，同等质量的铅酸电池“新用半年，旧用半年，再维护半年”，磷酸铁锂电池使用寿命高达7年以上，性价比是铅酸电池的4倍以上，在专用充电器下最快40分钟即可充满电，最大电流2倍放电。

最早的航模时代，都是采用镍氢电池作为电源，这种电池和镍镉电池最大的区别就是倍数和记忆效应的区别，这种电池没有记忆效应，额定电压1.2v，满电时1.4v，空电时1.0v。

后来因为该类电池体积较大，容量较小，随着锂聚合物电池生产技术的成熟，成本越来越低，镍氢电池逐渐被淘汰。

逐渐成熟的锂电池占领了整个市场，锂聚合物电池价格与镍氢电池差不多，但性价比远超镍氢电池，体积小、容量大、重量轻的优势一度占领了整个航模市场。随着技术的不断提升，一些厂商考虑到无人机比航模需要更大更稳定的电流，在电池生产的基础上进行改革，提高电池性能。最简单的例子就是锂聚合物电池内部是一层一层堆叠而成的，这些堆叠的层数以及石墨的厚度决定了一块电池的工艺。

比如在叠片过程中如果存在杂质，就很容易造成电池两极之间短路，导致电池报废。这些电池生产出来之后，还需要检测电池是否符合生产质量标准，检查放电容量，储存容量，充电等性能。性能好的是A级，性能差的是B级，甚至最差的是C级。并不是厂家不想做好，而是生产过程中对电池的要求太严格，就连石墨涂层的厚度都会让电池差别很大。所以，同款电池的价格差别很大。自动叠片机和无尘车间的使用，有效保证了短时间生产的质量。但是生产质量并不能完全控制。后来新兴的磷酸铁锂电池也开始慢慢占据这个市场，很多遥控器都是用磷酸铁锂电池的。

温馨提示：新电池首次使用时，无法发挥应有的性能，需要先用小电流完全放电，然后再充电，重复此过程两三次，可激活电池性能。锂聚合物电池在寒冷天气使用时，电池电压会大幅下降，这并不代表电池受损，加热后即可使用。一般来说，在低温下使用电池对电池的伤害很大。长期存放锂电池时，切记不要满电压存放，也不要高温使用。电池过充或过放都可能造成电池鼓包。

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