Pagrindinės ličio baterijų priežastys, kaip naudoti aliuminio apvalkalus, galima išsamiai išanalizuoti iš šių aspektų, būtent lengvą, atsparumą korozijai, gerą laidumą, gerą apdorojimo našumą, mažą kainą, gerą šilumos išsklaidymo veikimą ir kt.
1. Lengvas
• Mažas tankis: aliuminio tankis yra apie 2,7 g/cm³, kuris yra žymiai mažesnis nei plieno, kuris yra apie 7,8 g/cm³. Elektroniniuose prietaisuose, kurie siekia didelio energijos tankio ir lengvos, tokios kaip mobilieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai ir elektrinės transporto priemonės, aliuminio apvalkalai gali efektyviai sumažinti bendrą svorį ir pagerinti ištvermę.
2. Atsparumas korozijai
• Prisitaikymas prie aukštos įtampos aplinkos: Ličio akumuliatoriaus teigiamų elektrodų medžiagų, tokių kaip trišakių medžiagų ir ličio kobalto oksido, veikimo įtampa yra palyginti aukšta (3,0–4,5 V). Esant tokiam potencialui, aliuminis suformuos tankų aliuminio oksido (Al₂o₃) pasyvavimo plėvelę ant paviršiaus, kad būtų išvengta tolesnio korozijos. Plienas lengvai korozija elektrolitas esant aukštam slėgiui, todėl akumuliatoriaus veikimas pablogina arba nuotėkis.
• Elektrolitų suderinamumas: aliuminis turi gerą cheminį stabilumą organiniams elektrolitams, tokiems kaip LIPF₆, ir nėra linkęs į reakciją ilgalaikio naudojimo metu.
3. Laidumas ir konstrukcinis dizainas
• Dabartinis kolektoriaus jungtis: Aliuminis yra tinkamiausia teigiamų elektrodų srovės kolekcionierių (pvz., Aliuminio folijos) medžiaga. Aliuminio apvalkalas gali būti tiesiogiai sujungtas su teigiamu elektrodu, supaprastindamas vidinę struktūrą, mažindamas atsparumą ir pagerinant energijos perdavimo efektyvumą.
• Korpuso laidumo reikalavimai: Kai kuriuose akumuliatorių dizainuose aliuminio apvalkalas yra dabartinio kelio dalis, pavyzdžiui, cilindrinės baterijos, turinčios laidumo ir apsaugos funkcijas.
4. Apdorojimo našumas
• Puikus elastingumas: aliuminį lengva antspauduoti ir ištempti. Jis tinka didelio masto sudėtingų formų, tokių kaip aliuminio plastinės plėvelės, skirtos kvadratinėms ir minkštųjų paketų baterijoms, gamybai. Plieno apvalkalus sunku apdoroti ir jos turi dideles išlaidas.
• Sandarinimo garantija: Aliuminio apvalkalo suvirinimo technologija yra subrendusi, pavyzdžiui, suvirinimas lazeriu, kuris gali efektyviai užklijuoti elektrolitą, apsaugoti nuo drėgmės ir deguonies įsiveržimo ir prailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką.
5. Šilumos valdymas
• Didelio šilumos išsklaidymo efektyvumas: Aliuminio šilumos laidumas (apie 237 W/M · k) yra daug didesnis nei plieno (apie 50 W/m · k), o tai padeda akumuliatoriui greitai išsklaidyti šilumą dirbant ir sumažina Šilumos bėgimo rizika.
6. Išlaidos ir ekonomika
• Mažos medžiagos ir perdirbimo išlaidos: Aliuminio žaliavos kaina yra vidutinio sunkumo, o perdirbimo energijos suvartojimas yra mažas, o tai tinka didelio masto gamybai. Priešingai, tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas yra brangesnės.
7. Saugos dizainas
• Slėgio mažinimo mechanizmas: Aliuminio apvalkalai gali išlaisvinti vidinį slėgį ir išvengti sprogimo, jei per daug įkrovos ar šiluminis bėgimas projektuojant apsauginius vožtuvus, tokius kaip cilindrinių baterijų CID apverstas struktūra.
8. Pramonės praktika ir standartizavimas
• Aliuminio apvalkalai buvo plačiai pritaikyti nuo pirmųjų ličio akumuliatorių komercializavimo dienų, tokių kaip 18650 akumuliatorius, kurį „Sony“ išleido 1991 m., Suformuodami subrendusią pramoninę grandinę ir techninius standartus, dar labiau sujungdami savo pagrindinę padėtį.
Visada yra išimčių. Kai kuriuose specialiuose scenarijuose taip pat naudojami plieniniai apvalkalai:
Kai kuriuose scenarijuose, kuriuose yra ypač dideli mechaninio stiprumo reikalavimai, pavyzdžiui, kai kurios galios baterijos ar ekstremalios aplinkos pritaikymai, gali būti naudojami nikeliais padengti plieniniai apvalkalai, tačiau išlaidos padidėja svoris ir kaina.
Išvada
Aliuminio apvalkalai tapo idealiu pasirinkimu ličio akumuliatorių apvalkalams dėl jų išsamių pranašumų, tokių kaip lengvas svoris, atsparumas korozijai, geras laidumas, lengvas apdorojimas, puikus šilumos išsisklaidymas ir mažos išlaidos, tobulai balansavimo našumas, saugumas ir ekonominiai reikalavimai.
Pašto laikas: 2012 m. Vasario 17 d
