Le ragioni principali per cui le batterie al litio di utilizzare gusci di alluminio possono essere analizzate in dettaglio dai seguenti aspetti, vale a dire leggero, resistenza alla corrosione, buona conduttività, buone prestazioni di elaborazione, basso costo, buone prestazioni di dissipazione del calore, ecc.
1. Leggero
• Bassa densità: la densità dell'alluminio è di circa 2,7 g/cm³, che è significativamente inferiore a quella dell'acciaio, che è di circa 7,8 g/cm³. Nei dispositivi elettronici che perseguono ad alta densità di energia e leggeri, come telefoni cellulari, laptop e veicoli elettrici, i gusci di alluminio possono ridurre efficacemente il peso complessivo e migliorare la resistenza.
2. Resistenza alla corrosione
• Adattabilità ad ambienti ad alta tensione: la tensione di lavoro dei materiali per elettrodi positivi a batteria al litio, come materiali ternari e ossido di cobalto al litio, è relativamente alta (3.0-4.5 V). A questo potenziale, l'alluminio formerà un film di passivazione di ossido di alluminio denso (al₂o₃) sulla superficie per prevenire ulteriori corrosioni. L'acciaio è facilmente corrido dall'elettrolita ad alta pressione, con conseguente degrado o perdita delle prestazioni della batteria.
• Compatibilità degli elettroliti: l'alluminio ha una buona stabilità chimica per gli elettroliti organici, come il lipf₆, e non è soggetto a reazione durante l'uso a lungo termine.
3. Conducibilità e progettazione strutturale
• Collegamento del collettore di corrente: l'alluminio è il materiale preferito per i collezionisti di corrente di elettrodi positivi (come un foglio di alluminio). Il guscio di alluminio può essere collegato direttamente all'elettrodo positivo, semplificando la struttura interna, riducendo la resistenza e migliorando l'efficienza della trasmissione dell'energia.
• Requisiti di conducibilità della shell: in alcuni progetti di batterie, il guscio di alluminio fa parte del percorso corrente, come le batterie cilindriche, che ha sia funzioni di conducibilità che di protezione.
4. Elaborazione delle prestazioni
• Eccellente duttilità: l'alluminio è facile da stampare e allungare ed è adatto per la produzione su larga scala di forme complesse, come film in plastica in alluminio per batterie quadrate e morbide. I conchiglie di acciaio sono difficili da elaborare e hanno costi elevati.
• Garanzia di tenuta: la tecnologia di saldatura a guscio di alluminio è matura, come la saldatura laser, che può effettivamente sigillare l'elettrolita, impedire all'umidità e all'ossigeno di invadere ed estendere la durata della batteria.
5. Gestione termica
• Elevata efficienza di dissipazione del calore: la conduttività termica dell'alluminio (circa 237 W/m · k) è molto più alta di quella dell'acciaio (circa 50 W/m · K), il che aiuta la batteria a dissipare rapidamente il calore quando si lavora e riduce Rischio di fuga termica.
6. Costo ed economia
• Bassi costi di materiale e lavorazione: il prezzo delle materie prime dell'alluminio è moderato e il consumo di energia di elaborazione è basso, il che è adatto per la produzione su larga scala. Al contrario, materiali come l'acciaio inossidabile sono più costosi.
7. Design di sicurezza
• Meccanismo di rilievo della pressione: i gusci di alluminio possono rilasciare la pressione interna ed evitare l'esplosione in caso di sovraccarico o fuga termica progettando valvole di sicurezza, come la struttura di lancio CID delle batterie cilindriche.
8. Pratiche e standardizzazione del settore
• I gusci di alluminio sono stati ampiamente adottati dai primi giorni della commercializzazione della batteria al litio, come la batteria 18650 lanciata da Sony nel 1991, formando una catena industriale matura e standard tecnici, consolidando ulteriormente la sua posizione mainstream.
Ci sono sempre eccezioni. In alcuni scenari speciali, vengono utilizzati anche gusci d'acciaio:
In alcuni scenari con requisiti di resistenza meccanica estremamente elevati, come alcune batterie di potenza o applicazioni ambientali estreme, è possibile utilizzare gusci di acciaio nichelato, ma il costo è aumentato di peso e costo.
Conclusione
I gusci di alluminio sono diventati una scelta ideale per i conchiglie di batteria al litio a causa dei loro vantaggi completi come peso leggero, resistenza alla corrosione, buona conduttività, facile elaborazione, eccellente dissipazione del calore e basso costo, bilanciamento perfettamente per prestazioni, sicurezza e requisiti economici.
Tempo post: febbraio-17-2025
