Glavni razlozi da litijeve baterije koriste aluminijske školjke mogu se detaljno analizirati iz sljedećih aspekata, naime lagane, otpornosti na koroziju, dobre vodljivosti, dobre performanse obrade, niske troškove, dobre performanse raspršivanja topline itd.
1. lagana
• Niska gustoća: gustoća aluminija je oko 2,7 g/cm³, što je značajno niže od čelika, što je oko 7,8 g/cm³. U elektroničkim uređajima koji slijede visoku gustoću energije i lagane, poput mobilnih telefona, prijenosnih računala i električnih vozila, aluminijske školjke mogu učinkovito smanjiti ukupnu težinu i poboljšati izdržljivost.
2. Otpor korozije
• Prilagodljivost u okruženjima visokog napona: radni napon pozitivnih elektroda s litijskom baterijom, poput ternarnih materijala i litij-kobalt oksida, relativno je visok (3.0-4.5V). U ovom potencijalu aluminij će tvoriti gusti pasivizacijski film aluminij oksida (al₂o₃) na površini kako bi se spriječila daljnja korozija. Čelik se lako korodira elektrolitom pod visokim tlakom, što rezultira degradacijom performansi baterije ili curenjem.
• Kompatibilnost elektrolita: aluminij ima dobru kemijsku stabilnost prema organskim elektrolitima, poput Lipf₆, i nije sklon reakciji tijekom dugotrajne uporabe.
3. vodljivost i strukturni dizajn
• Priključak struje kolektora: aluminij je preferirani materijal za pozitivne kolekcionare struje elektrode (poput aluminijske folije). Aluminijska ljuska može se izravno spojiti na pozitivnu elektrodu, pojednostavljujući unutarnju strukturu, smanjujući otpor i poboljšavajući učinkovitost prijenosa energije.
• Zahtjevi za vodljivost školjki: U nekim dizajnima baterija, aluminijska ljuska dio je trenutne staze, poput cilindričnih baterija, koja ima i provodljivosti i zaštitne funkcije.
4. Performanse obrade
• Izvrsna duktilnost: aluminij je lako utisnuti i istegnuti, a pogodan je za veliku proizvodnju složenih oblika, poput aluminijskih plastičnih filmova za kvadratne i meke paketne baterije. Čelične školjke je teško obraditi i imaju visoke troškove.
• Jamstvo za brtvljenje: Tehnologija zavarivanja aluminijske ljuske je zrela, poput laserskog zavarivanja, koje može učinkovito zapečatiti elektrolit, spriječiti vlagu i kisik da napadnu i proširuju trajanje baterije.
5. Termičko upravljanje
• Učinkovitost disipacije visoke topline: Toplinska vodljivost aluminija (oko 237 w/m · k) mnogo je veća od čelika (oko 50 w/m · k), što pomaže bateriji da brzo rasprši toplinu prilikom rada i smanji Rizik od toplinskog bijega.
6. Trošak i ekonomija
• Niski troškovi materijala i obrade: Cijena aluminija sirovina je umjerena, a potrošnja energije prerade je niska, što je pogodno za proizvodnju velike razmjere. Suprotno tome, materijali poput nehrđajućeg čelika su skuplji.
7. Sigurnosni dizajn
• Mehanizam za ublažavanje tlaka: aluminijske školjke mogu osloboditi unutarnji tlak i izbjeći eksploziju u slučaju prenapuhanog ili toplinskog odlaska dizajniranjem sigurnosnih ventila, poput strukture CID -a u cilindričnim baterijama.
8. Industrijske prakse i standardizacija
• Aluminijske školjke široko su prihvaćene od ranih dana komercijalizacije litijske baterije, poput baterije iz 18650. godine koju je Sony pokrenuo 1991. godine, formirajući zreli industrijski lanac i tehničke standarde, dodatno konsolidirajući svoj glavni položaj.
Uvijek postoje iznimke. U nekim posebnim scenarijima koriste se i čelične školjke:
U nekim scenarijima s izuzetno visokim zahtjevima za mehaničkom čvrstoćom, kao što su neke napajačke baterije ili primjene ekstremnih okoliša, mogu se koristiti čelične školjke s niklom, ali trošak je povećana težina i troškovi.
Zaključak
Aluminijske školjke postale su idealan izbor za školjke litijske baterije zbog svojih sveobuhvatnih prednosti kao što su lagana težina, otpornost na koroziju, dobra vodljivost, jednostavna obrada, izvrsna disipacija topline i niske troškove, savršeno uravnoteženja performansi, sigurnosti i ekonomskih potreba.
Post Vrijeme: 17-2025
