Hlavní důvody, proč lithiové baterie pro používání hliníkových skořápek mohou být podrobně analyzovány z následujících aspektů, jmenovitě lehkých, odolnost proti korozi, dobrou vodivost, dobrý výkon zpracování, nízkými náklady, dobrý výkon rozptylu tepla atd.
1. Lehký
• Nízká hustota: Hustota hliníku je asi 2,7 g/cm³, což je výrazně nižší než u oceli, která je asi 7,8 g/cm³. V elektronických zařízeních, která sledují vysokou hustotu energie a lehké, jako jsou mobilní telefony, notebooky a elektrická vozidla, mohou hliníkové skořápky účinně snížit celkovou hmotnost a zlepšit vytrvalost.
2. odolnost proti korozi
• Adaptabilita vysokopěťovému prostředí: pracovní napětí lithiových baterií pozitivních elektrodových materiálů, jako jsou ternární materiály a lithiový oxid, je relativně vysoké (3,0-4,5 V). Při tomto potenciálu bude hliník na povrchu vytvořit hustý pasivační film oxidu hliníku (Al₂o₃), aby se zabránilo další korozi. Ocel je snadno zkorodován elektrolytem pod vysokým tlakem, což vede k degradaci nebo úniku výkonu baterie.
• Kompatibilita elektrolytů: Hliník má dobrou chemickou stabilitu pro organické elektrolyty, jako je Lipf₆, a není náchylný k reakci během dlouhodobého používání.
3. vodivost a strukturální design
• Současné spojení sběratele: Hliník je preferovaným materiálem pro pozitivní sběratele proudu elektrod (jako je hliníková fólie). Shell hliníku může být přímo připojen k pozitivní elektrodě, zjednodušení vnitřní struktury, snížení odporu a zlepšení účinnosti přenosu energie.
• Požadavky na vodivosti skořepiny: V některých návrzích baterií je hliníková skořepina součástí aktuální cesty, jako jsou válcové baterie, které mají jak vodivost, tak ochranné funkce.
4. Výkon zpracování
• Vynikající tažnost: Hliník se snadno razí a protahuje a je vhodný pro rozsáhlou produkci komplexních tvarů, jako jsou hliníkové plastické filmy pro baterie čtvercových a měkkých baterií. Ocelové skořápky se obtížně zpracovávají a mají vysoké náklady.
• Záruka těsnění: Technologie svařování hliníku je zralá, jako je laserové svařování, které může efektivně utěsnit elektrolyt, zabránit vlhkosti a kyslíku před invazí a prodloužit výdrž baterie.
5. Termální správa
• Vysoká účinnost rozptylu tepla: Tepelná vodivost hliníku (asi 237 w/m · k) je mnohem vyšší než u oceli (asi 50 w/m · k), což pomáhá baterii rychle se rozptylovat teplo při práci a snížení riziko tepelného útěku.
6. Náklady a ekonomika
• Nízké náklady na materiál a zpracování: Cena surovin hliníku je mírná a spotřeba energie zpracování je nízká, což je vhodné pro rozsáhlou výrobu. Naproti tomu materiály, jako je nerezová ocel, jsou dražší.
7. Bezpečnostní design
• Mechanismus reliéfu tlaku: Hliníkové skořápky mohou uvolňovat vnitřní tlak a zabránit explozi v případě přesunu nebo tepelného útesu navržením bezpečnostních ventilů, jako je převrácená struktura válcových baterií CID.
8. Průmyslové praktiky a standardizace
• Hliníkové skořápky byly široce přijímány od prvních dnů komercializace lithiové baterie, jako je baterie z roku 18650, kterou společnost Sony zahájila v roce 1991, čímž tvoří zralý průmyslový řetězec a technické standardy, což dále upevňuje jeho hlavní pozici.
Vždy existují výjimky. V některých zvláštních scénářích se také používají ocelové skořápky:
V některých scénářích s extrémně vysokými požadavky na mechanickou pevnost, jako jsou některé napájecí baterie nebo aplikace extrémního prostředí, mohou být použity ocelové skořápky po niklu, ale náklady jsou zvýšené hmotnosti a náklady.
Závěr
Hliníkové skořápky se staly ideální volbou pro skořápky lithiových baterií díky jejich komplexním výhodám, jako je lehká hmotnost, odolnost proti korozi, dobrá vodivost, snadné zpracování, vynikající rozptyl tepla a nízký náklad, dokonale vyvážení výkonnosti, bezpečnostní a ekonomické požadavky.
Čas příspěvku: únor-17-2025
