Hlavné dôvody lítiových batérií na používanie hliníkových škrupín sa dajú podrobne analyzovať z nasledujúcich aspektov, konkrétne ľahký, odolnosť proti korózii, dobrej vodivosti, dobrého výkonu spracovania, nízke náklady, dobrý výkon rozptylu tepla atď.
1. Ľahký
• Nízka hustota: Hustota hliníka je asi 2,7 g/cm³, čo je výrazne nižšia ako hustota ocele, ktorá je asi 7,8 g/cm³. V elektronických zariadeniach, ktoré sledujú vysokú hustotu energie a ľahké, ako sú mobilné telefóny, notebooky a elektrické vozidlá, môžu hliníkové škrupiny účinne znížiť celkovú hmotnosť a zlepšiť výdrž.
2. Odolnosť proti korózii
• Adaptabilita na prostredia vysokého napätia: pracovné napätie materiálov s kladnou elektródou s kladnou batériou, ako sú ternárne materiály a oxid lítium kobaltu, je relatívne vysoký (3,0-4,5 V). Pri tomto potenciáli bude hliník na povrchu tvoriť hustý pasivačný film oxidu hlinitého (al₂o₃), aby sa zabránilo ďalšej korózii. Oceľ je ľahko korodovaná elektrolytom pod vysokým tlakom, čo vedie k degradácii alebo úniku výkonu batérie.
• Kompatibilita elektrolytov: Hliník má dobrú chemickú stabilitu voči organickým elektrolytom, ako je Lipf₆, a nie je náchylný k reakcii počas dlhodobého používania.
3. Vodivosť a konštrukčný dizajn
• Pripojenie prúdového kolektora: Hliník je preferovaný materiál pre kladné kolektory prúdu elektród (napríklad hliníková fólia). Hliníkový obal môže byť priamo pripojený k pozitívnej elektróde, zjednodušuje vnútornú štruktúru, znižuje odpor a zlepšuje účinnosť prenosu energie.
• Požiadavky na vodivosť shellu: V niektorých vzoroch batérie je hliníkový škrupina súčasťou prúdovej cesty, ako sú valcové batérie, ktoré majú funkcie vodivosti aj ochrany.
4. Spracovanie výkonu
• Vynikajúca ťažnosť: Hliník sa ľahko označila a natiahla sa a je vhodný na rozsiahlu výrobu zložitých tvarov, ako sú hliníkové plastové filmy pre batérie štvorcových a mäkkých balíčkov. Oceľové škrupiny je ťažké spracovať a mať vysoké náklady.
• Zaručovanie tesnenia: Technológia zvárania hliníkových škrupín je zrelá, ako je laserové zváranie, ktoré môže účinne utesniť elektrolyt, zabrániť vtrhnutiu vlhkosti a kyslíka a predĺžiť životnosť batérie.
5. Termálne riadenie
• Účinnosť rozptyľovania vysokého tepla: tepelná vodivosť hliníka (asi 237 W/m · k) je oveľa vyššia ako v oceli (asi 50 W/m · K), čo pomáha batérii rýchlo rozptýliť teplo pri práci a znížení Riziko tepelného úteku.
6. Náklady a hospodárstvo
• Nízke náklady na materiál a spracovanie: Cena hliníka suroviny je mierna a spotreba energie spracovania je nízka, čo je vhodné na rozsiahlu výrobu. Naopak, materiály, ako je nehrdzavejúca oceľ, sú drahšie.
7. Bezpečnostný dizajn
• Mechanizmus zmierňovania tlaku: Hliníkové škrupiny môžu uvoľňovať vnútorný tlak a vyhnúť sa výbuchu v prípade nadmerného nabíjania alebo tepelného úteku navrhovaním bezpečnostných ventilov, ako je napríklad štruktúra Flip CID valcových batérií.
8. Priemyselné postupy a štandardizácia
• Hliníkové škrupiny sa široko prijímajú od prvých dní komercializácie lítiovej batérie, ako napríklad batéria z roku 18650, ktorú spustila spoločnosť Sony v roku 1991, ktorá tvorí zrelý priemyselný reťazec a technické normy, čím sa ďalej upevňuje jeho bežné polohy.
Vždy existujú výnimky. V niektorých špeciálnych scenároch sa používajú aj oceľové škrupiny:
V niektorých scenároch s extrémne vysokými požiadavkami na mechanickú pevnosť, ako sú napríklad niektoré energetické batérie alebo aplikácie extrémneho prostredia, sa môžu použiť niklové oceľové škrupiny, ale náklady sú zvýšené hmotnosť a náklady.
Záver
Hliníkové škrupiny sa stali ideálnou voľbou pre škrupiny lítiových batérií v dôsledku ich komplexných výhod, ako sú ľahká hmotnosť, odolnosť proti korózii, dobrá vodivosť, ľahké spracovanie, vynikajúci rozptyl tepla a nízke náklady, dokonale vyváženie výkonu, bezpečnosť a ekonomické požiadavky.
Čas príspevku: február-17-2025
