지구 표면의 71%를 차지하고 있는 심해는 가장 신비롭고 혹독한 영역입니다.그리고 급격한 온도 변동심해 탐사 장비의 "에너지 심장"으로서,배터리의 방수 성능은 탐사 임무의 성공 또는 실패를 직접 결정합니다.독보적인 "유 밀폐 + 압력 균형" 디자인 덕분에, 기름으로 가득 찬 배터리는수중 로봇의 핵심 전력 공급원이 되고 있습니다, 심해 카메라, 해저 센서 및 기타 장비. 심해 환경의 방수 도전에서 시작하여, 이 기사는 방수 원리에 대해 깊이 연구합니다.실용적 응용, 그리고 석유로 가득 찬 배터리의 기술 진화, 어떻게 그들은 "수중 극한 환경"에서 안정적인 전력 공급을 유지 하는 것을 밝혀.

I. 심해 방수법 의 "생명 또는 죽음 시험" - 일반 배터리 들 이 왜 고군분투 하는가

기름으로 가득 찬 배터리의 가치를 이해하려면먼저 심해 환경이 배터리에 미치는 "삼대 공격"을 인식해야 합니다., 극한의 환경의 침식에 견딜 수 없습니다.

1고압 압축: 가루 찢어지기 위한 "죽음"압

심해로 내려가는 10미터마다 압력은 1기압씩 증가합니다.압력은 1 평방 미터 면적에 동시에 100 대의 가족 자동차를 압력하는 것과 같습니다.대부분의 일반적인 배터리는 "직한 케이스 + 정적 밀폐" 설계 (예를 들어, 고무 밀폐, 접착제 결합) 를 채택하고 있으며, 고압 하에서 돌이킬 수 없는 변형에 시달립니다.가시트가 압축되고 변형되어 있습니다., 틈을 만들; 최악의 경우, 케이스는 직접 찢어, 바다 물이 즉시 배터리 코어에 급격하게 허용합니다. 연구팀은 실험을 수행:"IP68 방수"라는 표지판이 달린 리?? 배터리가 500미터 깊이 바다에 잠겼습니다., 그리고 그것은 단지 23 분 안에 커트 서킷과 완전히 전력을 잃었습니다.

2해수 인식: 전극 과 전해질 의 "보이지 않는 살인자"

바닷물 은 약 3.5%의 나트륨 염화물 을 포함 하고 있으며, 마그네슘 염화물 과 칼슘 염화물 같은 전해질 들 도 포함 되어 있으며, 이는 담수 보다 훨씬 더 부식적 인 물질 이 되기 때문 이다.기존 배터리 껍질이 완전히 찢어지지 않더라도, 바닷물은 작은 구멍을 통해 침투 할 수 있습니다. 한쪽으로는 배터리 전극과 화학적으로 반응합니다.리?? 배터리의 알루미늄 포일 양성 전극은 알루미늄 산화물을 형성하기 위해 바닷물에 의해 부식됩니다., 전극 접촉이 좋지 않은 것을 유발합니다.) 다른 한편으로, 내부 전해질을 희석하고 오염시켜 이온 이동 경로를 방해합니다.데이터에 따르면 기존의 방수 리?? 배터리가 24시간 동안 浅海 (10m 깊이) 에 잠수된 후, 그 용량은 40% 이상 감소합니다. 이것은 깊은 바다 탐사의 장기적인 전력 공급 필요를 충족시키는 데는 거리가 멀습니다.

3온도 변동: 밀폐 실패의 "기발자"

심해는 일정한 온도의 환경이 아닙니다.표면 해수와 심해 열수 분출구 인근의 온도 차이는 300°C를 초과할 수 있습니다 (표면에서는 약 20°C)기존 배터리의 밀폐 재료 (예를 들어, 고무 밀착제) 는 급격한 온도 변화에 따라 팽창하고 수축하여 밀폐 간격을 증가시킵니다.바닷물 을 거의 막지 못하는 구조물 은 초기 에 반복적 인 온도 변동 때문 에 밀착 성질 을 잃게 된다, 결국 바닷물이 배터리 코어로 침투하게 됩니다. 이것은 많은 "초저수 방수 배터리"가 깊은 바다에서 작동할 수 없는 주요 이유입니다.

II. 기름 으로 가득 찬 배터리 의 깊은 바다 물 막성 원칙: "유"가 어떻게 "삼 배 보호 네트워크"를 구축 하는가

기름으로 가득 찬 배터리는 "에너지 저장장치"와 "물질 보호 장치"를 깊이 통합하기 때문에 깊은 바다에서 번영할 수 있습니다."일체성 기름 장벽, 압력 균형, 부식 저항성 재료""라고 적혀있죠. 기존 배터리의 방수성 문제점을 정확하게 해결해줍니다.

1방열 기름 채우기: 첫 번째 "물리적 방수 장벽"

1층특수 단열유(대부분은 미네랄 오일 또는 합성 에스터 오일) 는 기름으로 가득 찬 배터리의 케이스와 배터리 코어 사이에 채워집니다.

• 해수 침투 를 차단 하는 것: 방열유는 바닷물과 비슷한 밀도를 가지고 있지만, 물에 녹지 않으며, 매우 강한 밀폐 성질을 가지고 있습니다.절연유가 먼저 틈을 채울 때, 바닷물과 배터리 코어의 직접 접촉을 방지하기 위해 "유 필름 장벽"을 형성합니다. forming an "oil layer" at the rupture site to delay seawater intrusion (experimental data shows that a certain type of oil-filled battery can still operate for 3 hours in the deep sea at 200 meters even with a 1mm casing crack).

• 배터리 핵 을 단열 하고 보호 하는 것: 단열유 자체는 뛰어난 전기 단열 성질을 가지고 있습니다. 비록 약간의 바닷물이 가구 안으로 침투하더라도, 그것은 단열유에 의해 싸여 고립됩니다.배터리 코어의 양전자와 음전자와 회로를 형성할 수 없습니다., 따라서 단전 장애를 피하는 것은 기존 배터리가 전혀 없는 분명한 장점입니다.

2압력 균형 설계: 심해 고압 에 대응 하기 위한 "기반 트릭"

깊은 바다의 고압으로 인한 케이스 파열을 해결하기 위해 기름으로 가득 찬 배터리는 "유연한 오일 챔버 + 압력 전송" 내부와 외부 압력 균형을 이루기 위한 설계:

• 유연한 오일 챔버 구조: 기름에 저항 하는 고무로 만든 유연 한 기름 방은 배터리 안쪽에 보관되어 있습니다. 방열유로 가득 차 있습니다. 배터리가 깊은 바다로 내려갈 때,외부의 바닷물 압력이 껍질을 통해 유연한 오일 챔버로 전달됩니다.기름 방은 압축되고, 방열유의 내부 압력은 그에 따라 증가하여 결국 외부 바닷물 압력과 균형을 이루게됩니다.배터리 케이스가 지내는 "네트 압력"이 현저하게 감소합니다., 고압으로 인한 변형과 파열을 방지합니다 (다이빙복의 원리와 유사합니다: 인체에 대한 외부 물의 압력에 대응하기 위해 내부 공기 압력을 조정합니다.)

• 전해질 과 절연 기름 사이 에 있는 "층적 격리": 배터리 코어 안의 전해질 (예를 들어 리?? 기반 전해질) 과 외부 절연 기름은 기름 내성 대막으로 분리됩니다.이것은 전해질이 단열유와 섞이는 것을 막는 것뿐만 아니라 (배터리 화학 반응에 간섭을 피하는 것), 배터리 코어의 내부 압력이 외부 격리 기름 압력과 동시에 변화하도록 허용하여 배터리 코어를 고압 손상으로부터 추가로 보호합니다.

3· 부패 저항성 재료 일치: 해수 침식 에 대한 "기본적 보증"

기름으로 채워진 배터리의 껍질과 주요 구성 요소는 "깊은 바다에 대한 부식 저항성" 물질로 만들어지며 출처에서 방수 내구성을 향상시킵니다.

• 케이스 재료: 티타늄 합금 또는 316L 스테인리스 스틸이 주로 사용됩니다. 이 재료는 높은 소금,일반 알루미늄 합금보다 고압 환경 (실험에 따르면 1 년 동안 깊은 바다에 잠겨있는 316L 스테인레스 스틸의 부식 속도는 0.01mm/year, 일반 알루미늄 합금의 경우 0.5mm/year에 도달 할 수 있습니다.)

• 전극 및 단말기: 긍정적 전극은 니켈 접착 된 구리 포일로, 부정적인 전극은 틴 접착 된 구리 포일로,그리고 종말은 폴리테트라플루오레틸렌 (PTFE) 로 밀폐됩니다. PTFE는 바닷물 부식에 저항 할뿐만 아니라 -20°C에서 260°C의 온도 범위에서도 안정적입니다., 온도 변동으로 인한 밀폐 장애를 피합니다.

III. 심해 실무 사례: 기름 가득 찬 배터리의 "신뢰 할 수 있는 성능"

기름으로 가득 찬 배터리의 심해 방수 능력은 다양한 과학적 연구와 산업 시나리오에서 확인되었습니다.1,000m의 심해 탐사에서 浅海의 응급 구조그들의 실용적인 성능은 "수중 에너지 핵"으로서의 신뢰성을 증명했습니다.

13,000미터 깊은 바다 카메라: 희귀 생물 들 을 촬영 하는 "사진 보호자"

중국의 "Deep Sea Warrior" 승무원 잠수함은 한때 3,000미터의 깊이에서 심해 생물학적 관찰 임무를 수행하기 위해 기름 가득 찬 배터리로 장착된 고화질 카메라를 탑재했습니다.이 카메라의 기름 가득 찬 배터리는 "리?? 기반 전해질 + 고밀도 절연 기름" 디자인을 채택, 티타늄 합금 가구와 유연한 오일 챔버 300 대기 압력을 견딜 수 있습니다. 실제 탐험 기간 동안 배터리는 100 시간 동안 지속적으로 작동,심해 해파리와 튜브 멧돼지 등 희귀 생물의 명확한 영상을 촬영하는 방법, 배터리 전압은 3.7V ± 0.1V에서 안정적으로 유지되며 방수 장애가 없습니다.기존에 사용된 밀폐 리?? 배터리는 압력 문제로 인해 동일한 깊이에서 최대 15시간 후에 고장났습니다..

21,500m 해저 센서: 석유 및 가스 탐사용 "장기 데이터 스테이션"

해저 석유 및 가스 탐사는 많은 센서를 배치하여 실시간으로 형성 압력, 온도 및 기타 데이터를 모니터링해야합니다.6~12개월 동안 해저에서 지속적으로 작동해야 하는이 센서들을 위해 에너지 회사에서 장착한 기름으로 채워진 배터리는

• 해저 흐름에 의한 기름의 방출을 방지하기 위해 고위성 절연유로 채워집니다.

• 낮은 온도 내성 리?? 소금 전해질을 사용하여 심해에서 약 4°C의 일정한 온도 환경에 적응합니다.

• 316L 스테인리스 스틸 케이스를 채택합니다.
  실제적으로, 이 기름으로 채워진 배터리는 1,500m 깊이에서 10개월 동안 안정적인 전력을 공급했습니다.이 기간 동안 유지보수 없이 100% 센서 데이터 전송 속도를 유지합니다.반면 기존의 방수 배터리는 평균 3개월마다 교체해야 했습니다.이는 탐사 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 해저 환경을 손상시킬 위험이 있습니다..

350미터 덩어리 바다 구조 로봇: 비상 시나리오에 대한 "유연한 보조"

기름으로 가득 찬 배터리는 또한?? 은 바다 (100 미터 이내에) 시나리오에서 우수한 성능을 발휘합니다.응급 구조팀이 사용하는 "미니 ROV" (리모컨 조작 수중 차량) 는 가벼운 기름으로 가득 찬 배터리 (중량 500g밖에 안되는), 격리유로 채워지고 "자신 압력 균형" 디자인을 채택합니다 (유연한 오일 챔버가 필요하지 않고 격리유의 가벼운 압축으로 압력 균형을 달성합니다).항구 해산물 구조 임무 중, 이 ROV는 50m의 수심에서 8시간 동안 작동했습니다. 배의 좁은 틈을 반복적으로 탐색하면서 배터리에 물이 들어가지 않았습니다.결국 포획된 인력을 성공적으로 찾았습니다.이와는 달리, 일반적인 방수 리?? 배터리를 사용하는 비슷한 ROV는 동일한 작업 조건에서 최대 3시간만 작동할 수 있습니다.물의 침투와 제어 손실의 위험이 있습니다..

IV. 기술 진화와 DIY 통찰력: 심해 기름으로 가득 찬 배터리의 미래와 응용

기름으로 가득 찬 배터리는 대부분의 심해 상황의 필요를 충족시킬 수 있지만, 여전히 "중량, 낮은 에너지 밀도, 유지 보수가 어려운 것"과 같은 어려움에 직면합니다." 이러한 곤경은 또한 미래의 돌파구의 방향입니다· 전자 장비 애호가들에게, 그들의 방수 원칙은 또한 수중 DIY 프로젝트를 위한 실용적인 아이디어를 제공할 수 있습니다.

1미래 혁신: 가볍고, 용량도 높고, 지능형

• 가벼운 재료: 탄소 섬유로 강화된 樹脂 껍데기를 개발하여 압력 저항을 보장하면서 10Ah 심해 기름으로 가득 찬 배터리의 무게를 2kg에서 1kg 이하로 줄이십시오.

• 고 용량 전해질: 새로운 리?? 금속 음전지 전해질을 개발하고, 개선된 절연유와 결합 (예를 들어 나노 규모의 방수 물질을 추가)에너지 밀도를 80-120Wh/kg에서 150Wh/kg 이상으로 높이기;

• 지능형 모니터링: 마이크로 압력 센서와 오일 농도 센서를 내장하여 실시간 내 배터리 상태를 전송하여 오류에 대한 조기 경고를 제공하고 유지 보수 비용을 줄입니다.

2DIY 인사이트: 기존 장비의 방수 강화에 대한 "트릭"

• 단순 격리유 밀폐: 작은 양의 트랜스포머 오일을 일반적인 배터리 인하에 채워서 에포시 樹脂로 봉인하여?? 은 물 환경 (예: 수영장) 에서 방수 성능을 향상시킵니다.,강) (온도 변화로 인한 압력 축적을 피하기 위해 작은 환기 구멍을 예약해야합니다.)

• 압력 균형 설계: DIY 수중 센서를 만들 때, 내부와 외부 압력 균형을 달성하고 케이스 파열을 방지하기 위해 유연한 고무 방광 (공기 또는 기름으로 채워) 을 케이스에 설치하십시오.

• 부식 저항성 종단 처리: 열로 수축 될 수 있는 튜브로 종말을 감싸고, 그 다음 기름 저항성 실리콘 밀착제를 적용하여 종말을 통해 바닷물이 침투하지 않도록 한다.

The application of oil-filled batteries in deep-sea waterproofing is not only a result of technological innovation but also reflects the thinking of "designing for extreme scenarios"—they do not pursue "all-round capability" but focus on "deep-sea rigid demands"유 + 압력 균형"의 간단한 논리로 기존 배터리의 치명적인 고통점을 해결합니다.이 "정밀성으로 문제를 해결하는" 사고방식은 기술 자체보다 더 가치있을 수 있습니다.: 수중 DIY 장비의 설계 또는 일상 전자 장치의 방수 성능을 최적화하는 것,"물 차단"이 더 이상 장비의 적용을 제한하는 병목이 되지 않도록 하는 것.