一、基本介紹

對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)動(dòng)力電池通常采用鋰芯電池，也就是我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的鋰電池，用LiPo表示，每節(jié)鋰電池的電壓通常為3.7v到4.2v，也就是說(shuō)每一節(jié)鋰電池的空電電壓為3.7滿(mǎn)電電壓為4.2v。鋰電池的放電效果要比普通鎳氫電池或鎳鋰電池好，所以也廣受無(wú)人機(jī)愛(ài)好者的喜愛(ài)。鋰電池由滿(mǎn)電到空電的放電過(guò)程電壓值并不是線(xiàn)性的，就是說(shuō)鋰電池在放電過(guò)程中電壓值并不是按比例承時(shí)間變化的直線(xiàn)，而是一條曲線(xiàn)，如下圖：

通過(guò)上面曲線(xiàn)我們可以清楚的看到鋰電池在剛開(kāi)始放電時(shí)，電壓降低的速度比較接近于線(xiàn)性變化，而后逐漸平緩，并持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)間，而后電壓迅速降低。從典型放電曲線(xiàn)圖上可以看出，電池放電電流越大，放電容量越小，電壓下降更快。

但是在實(shí)際使用過(guò)程中4.2v的電壓是不夠的，所以人們想到將多節(jié)鋰電池串聯(lián)起來(lái)提高電壓。例如只有1節(jié)鋰的電池稱(chēng)為L(zhǎng)iPo1S電池，由2節(jié)鋰電池串聯(lián)起來(lái)的電池稱(chēng)為L(zhǎng)iPo2S，由3節(jié)、4節(jié)或6節(jié)串聯(lián)的分別稱(chēng)為L(zhǎng)iPo3S、LiPo4S或LiPo6S。對(duì)于多數(shù)世面上出售的動(dòng)力電池除了會(huì)注明電池節(jié)數(shù)之外，還會(huì)注明其空電電壓值，例如：

1s3.7v

2s7.4v

3s11.1v

4s14.8v

6s22.2v

動(dòng)力電池的電壓越高就可以驅(qū)動(dòng)動(dòng)力更強(qiáng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在小型有刷多旋翼無(wú)人機(jī)上使用的通常都是1s或2s鋰電池。而中型多旋翼上使用的通常是3s、4s電池，6s電池通常用在更大的無(wú)人機(jī)上。

二、容量與放電倍率

在購(gòu)買(mǎi)動(dòng)力電池時(shí)，我們可以看到電池上還有電量的標(biāo)注，電量就是我們所常用的3000mah、4000mah、5300mah或10000mah等等。它表示了動(dòng)力電池能夠存儲(chǔ)的電能的多少，單位為毫安時(shí)。而放電倍率通常是有15C、20C、25C或30C等等。它的意思是說(shuō)放電的速率。例如：我們有一塊10000mah20C的電池。

1、按每小時(shí)10000毫安的放電速度持續(xù)放電1個(gè)小時(shí)；

2、以5倍速度放電，即以每小時(shí)50000毫安的放電速度持續(xù)放電12分鐘（60/5）；

3、以10倍速度放電，即以每小時(shí)100000毫安的放電速度持續(xù)放電6分鐘（60/10）；

4、以20倍速度放電，即以每小時(shí)200000毫安的放電速度持續(xù)放電3分鐘（60/20）。

至于在實(shí)際飛行過(guò)程中它按多少的倍率放電，主要取決于電調(diào)和電機(jī)的功率，也就是負(fù)載的電流消耗。影響電池容量的因素：

1.電池的放電電流：電流越大，輸出的容量減少；

2.電池的放電溫度：溫度降低，輸出容量減少；

3.電池的放電截止電壓：是由電極材料以及電極反應(yīng)本身的限定來(lái)設(shè)定的放電時(shí)一般為3.5V或3.2V。

4.電池的充放電次數(shù)：電池經(jīng)過(guò)多次充放電后，由于電極材料的失效，電池的放電容量會(huì)相應(yīng)減少。

5.電池的充電條件：充電倍率、溫度、截止電壓等影響充入電池的容量，從而決定放電容量。

三、電池續(xù)航時(shí)間

目前的多旋翼無(wú)人機(jī)大多采用鋰電池做為電源，而鋰電池雖然容量可觀(guān)，放電電壓和電流都不錯(cuò)，但就目前的情況來(lái)看，續(xù)航還是一個(gè)待提高的難題。現(xiàn)在的多旋翼無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間大概在15到20分鐘左右，這對(duì)于執(zhí)行簡(jiǎn)單的飛行任務(wù)和娛樂(lè)來(lái)說(shuō)還可以接受，但想要長(zhǎng)時(shí)間飛行例如5小時(shí)不斷電飛行，這樣的要求來(lái)說(shuō)還是遙不可及。所以說(shuō)續(xù)航問(wèn)題是多旋翼機(jī)的一個(gè)瓶頸。

2004年，英國(guó)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從石墨中分離出石墨烯，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這是人類(lèi)首次分離出石墨烯，它也即將成為硅的替代品，也被人們稱(chēng)之為“黑金”，之所以如此，是因?yàn)樗鞘澜缟夏壳鞍l(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的納米材料，并且?guī)缀跏峭该鞯拇嬖冢梢酝昝赖闹谱鞒扇缤该鞯挠|摸顯示屏、發(fā)光板和太陽(yáng)能電池板。現(xiàn)在，已有許多鋰電行業(yè)對(duì)石墨烯在鋰電池里的應(yīng)用展開(kāi)了研究，主要有兩個(gè)方向的研究：石墨烯用于鋰電正極材料；石墨烯用于鋰電負(fù)極材料。據(jù)一些新聞報(bào)道，這些實(shí)驗(yàn)性研究所獲得的電化學(xué)性能提升幅度有限，此外成本也很高，即石墨烯暫時(shí)無(wú)法商業(yè)化應(yīng)用于鋰電成本高昂是主因。商業(yè)化要考慮的首要問(wèn)題就是成本，在鋰電池中石墨烯主要起到的作用與傳統(tǒng)碳/石墨的作用是相似的，一是導(dǎo)電劑，二是可能做電極嵌鋰材料，但是原料價(jià)格相差成千上萬(wàn)倍。工藝繁瑣，后處理污染嚴(yán)重，石墨烯比表面積大，受化學(xué)狀態(tài)影響巨大，批次穩(wěn)定性，循環(huán)壽命等眾多細(xì)致因素限制，生產(chǎn)工藝及其復(fù)雜，而且石墨烯生產(chǎn)需要用到大量的硫酸，后處理也很麻煩。石墨烯是可以做導(dǎo)電劑促進(jìn)快充放，雖然理論上可以提高倍率性能，但是如果分散工藝不到位混料不均，可能性質(zhì)反而下降，得不償失。