Główne powody, dla których akumulatory litowe do używania aluminiowych skorupy można szczegółowo analizować z następujących aspektów, a mianowicie lekka, odporność na korozję, dobrą przewodność, dobrą wydajność przetwarzania, niski koszt, dobry wydajność rozpraszania ciepła itp.
1. Lekki
• Niska gęstość: gęstość aluminium wynosi około 2,7 g/cm³, co jest znacznie niższe niż w stali, która wynosi około 7,8 g/cm³. W urządzeniach elektronicznych, które dążą do wysokiej gęstości energii i lekkiej, takich jak telefony komórkowe, laptopy i pojazdy elektryczne, aluminiowe skorupy mogą skutecznie zmniejszyć ogólną wagę i poprawić wytrzymałość.
2. Odporność na korozję
• Możliwość adaptacji do środowisk wysokiego napięcia: napięcie robocze materiałów elektrodowych z akumulatorów litowych, takich jak materiały trójskładnikowe i tlenek kobaltu litowego, jest stosunkowo wysoki (3,0–4,5 V). Przy tym potencjale aluminium utworzy na powierzchni gęsty tlenek glinu (Al₂o₃), aby zapobiec dalszej korozji. Stal jest łatwo skorodowana przez elektrolit pod wysokim ciśnieniem, co powoduje degradację lub wyciek akumulatora.
• Kompatybilność elektrolitów: Aluminium ma dobrą stabilność chemiczną do elektrolitów organicznych, takich jak LIPF₆, i nie jest podatna na reakcję podczas długotrwałego stosowania.
3. Przewodnictwo i projekt konstrukcyjny
• Połączenie bieżącego kolektora: Aluminium jest preferowanym materiałem dla kolekcjonerów dodatnich prądu elektrody (takich jak folia aluminiowa). Aluminiową powłokę można bezpośrednio podłączyć do elektrody dodatniej, upraszczając strukturę wewnętrzną, zmniejszając opór i poprawiając wydajność transmisji energii.
• Wymagania przewodności powłoki: W niektórych projektach akumulatorów aluminiowa powłoka jest częścią bieżącej ścieżki, takiej jak baterie cylindryczne, która ma zarówno funkcje przewodności, jak i ochrony.
4. Wydajność przetwarzania
• Doskonała plastyczność: aluminium jest łatwe do stemplowania i rozciągnięcia i nadaje się do na dużą skalę złożonych kształtów, takich jak folie aluminiowo-plastyczne dla baterii kwadratowych i miękkich. Skorupy stalowe są trudne do przetworzenia i mają wysokie koszty.
• Gwarancja uszczelnienia: Technologia spawania skorupy aluminiowej jest dojrzała, taka jak spawanie laserowe, które może skutecznie uszczelnić elektrolit, zapobiegać inwazji wilgoci i tlenu i wydłużyć żywotność baterii.
5. Zarządzanie termicznie
• Wysoka wydajność rozpraszania ciepła: Przewodność cieplna aluminium (około 237 W/m · K) jest znacznie wyższa niż stal (około 50 w/m · k), co pomaga baterii szybko rozproszyć ciepło podczas pracy i zmniejszenia Ryzyko ucieczki termicznej.
6. Koszt i gospodarka
• Niskie koszty materiałów i przetwarzania: Cena surowca aluminium jest umiarkowana, a zużycie energii przetwarzania jest niskie, co jest odpowiednie do produkcji na dużą skalę. Natomiast materiały takie jak stal nierdzewna są droższe.
7. Projekt bezpieczeństwa
• Mechanizm łagodzenia ciśnienia: Aluminiowe skorupy mogą uwalniać ciśnienie wewnętrzne i unikać eksplozji w przypadku przeładowania lub ucieczki termicznej poprzez projektowanie zaworów bezpieczeństwa, takich jak struktura odwrotnej CID baterii cylindrycznych.
8. Praktyki branżowe i standaryzacja
• Aluminiowe skorupy są szeroko przyjmowane od pierwszych dni komercjalizacji baterii litowej, takich jak bateria z 18650 r. Wprowadzona przez Sony w 1991 r., Tworząc dojrzały łańcuch przemysłowy i standardy techniczne, dodatkowo konsolidując pozycję głównego nurtu.
Zawsze są wyjątki. W niektórych specjalnych scenariuszach używane są również stalowe skorupy:
W niektórych scenariuszach z wyjątkowo wysokimi wymaganiami dotyczącymi wytrzymałości mechanicznej, takimi jak niektóre akumulatory elektryczne lub zastosowania ekstremalne środowiska, można zastosować stalowe skorupy niklu, ale koszt jest zwiększony waga i koszt.
Wniosek
Aluminiowe skorupy stały się idealnym wyborem dla skorup baterii litowych ze względu na ich kompleksowe zalety, takie jak lekka waga, odporność na korozję, dobrą przewodność, łatwe przetwarzanie, doskonałe rozpraszanie ciepła i tanie, doskonale równoważące wydajność, bezpieczeństwo i wymagania ekonomiczne.
Czas po: 17-2025 lutego
