Pagrindines ličio baterijų aliuminio korpusų naudojimo priežastis galima išsamiai išanalizuoti šiais aspektais: lengvas svoris, atsparumas korozijai, geras laidumas, geras apdorojimo našumas, maža kaina, geras šilumos išsklaidymo našumas ir kt.
1. Lengvas
• Mažas tankis: aliuminio tankis yra apie 2,7 g/cm³, tai yra gerokai mažiau nei plieno, kuris yra apie 7,8 g/cm³. Elektroniniuose prietaisuose, kuriems siekiama didelio energijos tankio ir lengvumo, pavyzdžiui, mobiliuosiuose telefonuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir elektrinėse transporto priemonėse, aliuminio korpusai gali veiksmingai sumažinti bendrą svorį ir pagerinti ištvermę.
2. Atsparumas korozijai
• Prisitaikymas prie aukštos įtampos aplinkos: Ličio baterijų teigiamų elektrodų medžiagų, tokių kaip trijų komponentų medžiagos ir ličio kobalto oksidas, darbinė įtampa yra gana didelė (3,0–4,5 V). Esant tokiam potencialui, aliuminis ant paviršiaus suformuos tankią aliuminio oksido (Al₂O₃) pasyvavimo plėvelę, kad būtų išvengta tolesnės korozijos. Plieną lengvai koroduoja aukštas slėgis, veikiant elektrolitui, todėl pablogėja baterijos veikimas arba atsiranda nuotėkis.
• Elektrolitų suderinamumas: aliuminis pasižymi geru cheminiu stabilumu organinių elektrolitų, tokių kaip LiPF₆, atžvilgiu ir nėra linkęs reaguoti ilgalaikio naudojimo metu.
3. Laidumas ir konstrukcinis projektavimas
• Srovės kolektoriaus jungtis: aliuminis yra pageidaujama medžiaga teigiamo elektrodo srovės kolektoriams (pvz., aliuminio folijai). Aliuminio apvalkalą galima tiesiogiai prijungti prie teigiamo elektrodo, taip supaprastinant vidinę struktūrą, sumažinant varžą ir pagerinant energijos perdavimo efektyvumą.
• Korpuso laidumo reikalavimai: Kai kurių tipų akumuliatoriuose aliuminio korpusas yra srovės kelio dalis, pavyzdžiui, cilindrinėse baterijose, atliekantis ir laidumo, ir apsaugos funkcijas.
4. Apdorojimo našumas
• Puikus tąsumas: aliuminį lengva štampuoti ir tempti, jis tinka didelio masto sudėtingų formų gamybai, pavyzdžiui, aliuminio-plastiko plėvelėms kvadratinėms ir minkšto pavidalo baterijoms. Plieninius korpusus sunku apdirbti ir jie yra brangūs.
• Sandarinimo garantija: aliuminio korpuso suvirinimo technologija yra brandi, pavyzdžiui, lazerinis suvirinimas, kuris gali efektyviai užsandarinti elektrolitą, užkirsti kelią drėgmės ir deguonies patekimui ir pailginti akumuliatoriaus veikimo laiką.
5. Šilumos valdymas
• Didelis šilumos išsklaidymo efektyvumas: aliuminio šilumos laidumas (apie 237 W/m·K) yra daug didesnis nei plieno (apie 50 W/m·K), todėl akumuliatorius greitai išsklaido šilumą darbo metu ir sumažina šiluminio išsiveržimo riziką.
6. Kaina ir ekonomiškumas
• Mažos medžiagų ir perdirbimo sąnaudos: aliuminio žaliavos kaina yra vidutinė, o perdirbimo energijos suvartojimas mažas, todėl tinka didelio masto gamybai. Priešingai, tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas yra brangesnės.
7. Saugos projektavimas
• Slėgio mažinimo mechanizmas: aliuminio korpusai gali išleisti vidinį slėgį ir išvengti sprogimo perkrovos ar šiluminio išsiveržimo atveju, suprojektuodami apsauginius vožtuvus, tokius kaip cilindrinių baterijų CID apverčiamoji konstrukcija.
8. Pramonės praktika ir standartizacija
• Aliuminio korpusai buvo plačiai naudojami nuo pat ličio baterijų komercializavimo pradžios, pavyzdžiui, 1991 m. „Sony“ pristatyta 18650 baterija, suformuojanti brandžią pramonės grandinę ir techninius standartus, dar labiau sustiprindama savo pagrindinę poziciją.
Visada yra išimčių. Kai kuriais ypatingais atvejais taip pat naudojami plieniniai korpusai:
Kai kuriais atvejais, kai mechaninio stiprumo reikalavimai yra itin dideli, pavyzdžiui, kai kuriose baterijose arba ekstremaliose aplinkos sąlygose, gali būti naudojami nikeliu padengti plieniniai korpusai, tačiau tai padidina svorį ir kainą.
Išvada
Aliuminio korpusai tapo idealiu ličio baterijų korpusų pasirinkimu dėl jų visapusiškų privalumų, tokių kaip lengvas svoris, atsparumas korozijai, geras laidumas, lengvas apdirbimas, puikus šilumos išsklaidymas ir maža kaina, puikiai suderinant našumą, saugumą ir ekonominius reikalavimus.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 17 d.
