Poglobljena analiza šestih glavnih prednosti aluminijastih ohišij baterij

Pri konstrukcijski zasnovi aluminijastih ohišij za baterije izbira materiala lupine neposredno vpliva na zmogljivost, varnost in prilagodljivost baterije. Trenutno se je na področju pokrova akumulatorske baterije oblikoval vzorec, v katerem prevladuje baterijski paket LiFePO4, ki nadomešča pogosto uporabljene jeklene lupine v zgodnjih dneh. V ozadju te industrijske preobrazbe je pomembna prednost materiala aluminijaste lupine v več-dimenzionalni zmogljivosti. Ta članek se bo poglobil v šest osnovnih razsežnosti lahke teže, upravljanja toplote, odpornosti proti koroziji, stroškov obdelave, varnosti in industrijske standardizacije, da bi podrobno analiziral, zakaj so aluminijaste lupine prednostni material lupine za ohišje baterije MnO2.

Prednost lahke teže je ena glavnih gonilnih sil za popularizacijo aluminijastih lupin. Gostota aluminija je le ena-tretjina gostote jekla (približno 2,7 g/cm ³ v primerjavi s 7,8 g/cm ³), kar omogoča tanjšo zasnovo ohišja aluminijastih ohišij baterij pri enakih zahtevah glede zmogljivosti, kar znatno zmanjša skupno težo baterije. Za naprave, ki se zanašajo na lahko tehnologijo za izboljšanje dosega in prenosljivosti, je ta prednost še posebej ključna - na primer na področju električnih vozil lahko uporaba aluminijastih ohišij za avtomobilske baterije znatno zmanjša težo baterijskih paketov, kar posredno poveča doseg vozila; Pri prenosnih elektronskih napravah, kot so pametni telefoni in prenosni računalniki, lahko lahka zasnova izboljša uporabniško izkušnjo. Podatki kažejo, da imajo litij-ionske baterije z aluminijastim ohišjem gostoto energije za 10 % -15 % višjo od tistih z jeklenim ohišjem, kar igra pomembno vlogo pri spodbujanju razvoja nove energetske industrije.

Odlično upravljanje toplote je pomembna podpora za Power Battery Shell, ki zagotavlja varno delovanje baterij. Med procesom polnjenja in praznjenja baterije neizogibno proizvajajo toploto. Če toplote ni mogoče pravočasno odvesti, bo to povzročilo lokalno pregrevanje, kar ne vpliva samo na življenjsko dobo baterije, ampak lahko povzroči tudi varnostne nevarnosti, kot je nenadzorovano segrevanje. Toplotna prevodnost aluminija (približno 237 W/m · K) je petkrat večja od jekla (približno 50 W/m · K) in ima učinkovito toplotno prevodnost, ki lahko hitro prenese toploto, ustvarjeno v bateriji, na zunanjo stran, doseže uravnoteženo odvajanje toplote in učinkovito zmanjša tveganje toplotnega uhajanja. Nasprotno imajo jeklene lupine slabo toplotno prevodnost in so nagnjene k nastanku lokalnih vročih točk. Dolgotrajna-uporaba lahko pospeši staranje baterije in celo ogrozi varnost. V-scenarijih uporabe z visoko močjo, kot so vozila z novo energijo, je zmožnost učinkovitega toplotnega upravljanja aluminijastega ohišja za avtomobile z novo energijo ključnega pomena za zagotavljanje stabilnega delovanja baterijskih sistemov.

Odlično upravljanje toplote je pomembna podpora za aluminijasto ohišje litijeve baterije, ki zagotavlja varno delovanje baterij. Med procesom polnjenja in praznjenja baterije neizogibno proizvajajo toploto. Če toplote ni mogoče pravočasno odvesti, bo to povzročilo lokalno pregrevanje, kar ne vpliva samo na življenjsko dobo baterije, ampak lahko povzroči tudi varnostne nevarnosti, kot je nenadzorovano segrevanje. Toplotna prevodnost aluminija (približno 237 W/m · K) je petkrat večja od jekla (približno 50 W/m · K) in ima učinkovito toplotno prevodnost, ki lahko hitro prenese toploto, ustvarjeno v bateriji, na zunanjo stran, doseže uravnoteženo odvajanje toplote in učinkovito zmanjša tveganje toplotnega uhajanja. Nasprotno imajo jeklene lupine slabo toplotno prevodnost in so nagnjene k nastanku lokalnih vročih točk. Dolgotrajna-uporaba lahko pospeši staranje baterije in celo ogrozi varnost. V scenarijih-aplikacij z visoko močjo, kot so vozila z novo energijo, je zmožnost učinkovitega toplotnega upravljanja aluminijastega ohišja za ponovno polnjenje ključnega pomena za zagotavljanje stabilnega delovanja baterijskih sistemov. Analiza stopnje

Odpornost proti koroziji in elektrokemična stabilnost sta glavni značilnosti aluminijastih lupin za prilagajanje delovnemu okolju litij{0}}ionskih baterij. Delovno okolje aluminijastega ohišja za avtomobilsko baterijo vključuje kompleksne pogoje, kot so visoka napetost in organski elektroliti, ki postavljajo stroge zahteve glede kemične stabilnosti materiala ohišja. V visoko-napetostnem okolju, kjer je delovna napetost materiala pozitivne elektrode 3,0-4,5 V, bo aluminij na površini tvoril gosto plast pasivacijskega filma aluminijevega oksida (Al ₂ O3), ki lahko učinkovito blokira erozijo elektrolita in zagotovi celovitost ohišja; Vendar so jeklene lupine v tem okolju nagnjene k oksidacijskim reakcijam in zahtevajo dodatno obdelavo z nikljanjem, kar ne le poveča kompleksnost proizvodnega procesa, ampak tudi poveča stroške. Hkrati ima aluminij boljšo kemično stabilnost za organske elektrolite, ki se običajno uporabljajo v litij-ionskih baterijah, kot je LiPF ₆, in je manj nagnjen k stranskim reakcijam med dolgotrajno uporabo, kar lahko zagotovi doslednost in vzdržljivost delovanja baterije. Značilnost aluminijastega ohišja za avtomobilski LiFePO4 akumulator je idealna izbira za prilagajanje zapletenim elektrokemičnim okoljem.

Odlična zmogljivost obdelave in ekonomičnost dodatno utrjujeta tržno prednost aluminijastih baterijskih škatel. Z vidika lastnosti obdelave ima aluminij odlično duktilnost in ga je enostavno obdelati v zapletene oblike, ki so potrebne za ohišja s prizmatično celico, z žigosanjem, raztezanjem in drugimi postopki. Zrele tehnike varjenja, kot je lasersko varjenje, lahko zagotovijo tesnjenje ohišja in izpolnijo zahteve glede tesnjenja baterije. Jeklo ima višjo trdoto in večjo težavnost obdelave, kompleksnost preoblikovanja in varjenja pa je višja kot pri aluminijastih lupinah. Z vidika obvladovanja stroškov je cena aluminijevih surovin zmerna, poraba energije med predelavo pa nizka, zaradi česar je primeren za-industrijsko proizvodnjo velikega obsega; Jeklene lupine zahtevajo uporabo jekla visoke -trdnosti ali dodatno obdelavo z nikljanjem, kar povzroči znatno povečanje stroškov materiala in obdelave v primerjavi z aluminijastimi lupinami. Visoka prilagodljivost obdelave in ekonomičnost aluminijastega ovoja z litij-ionskimi celicami jim omogočata, da izpolnjujejo potrebe obsežnega-razvoja v novi energetski industriji.

Odlična zmogljivost obdelave in ekonomičnost dodatno utrjujeta tržno prednost LFP baterijskega aluminijastega ohišja. Z vidika lastnosti obdelave ima aluminij odlično duktilnost in ga je enostavno obdelati v zapletene oblike, ki so potrebne za aluminijasto lupino Li Cell s pomočjo žigosanja, raztezanja in drugih postopkov. Zrele tehnike varjenja, kot je lasersko varjenje, lahko zagotovijo tesnjenje ohišja in izpolnjujejo zahteve glede tesnjenja baterije; Jeklo ima višjo trdoto in večjo težavnost obdelave, kompleksnost preoblikovanja in varjenja pa je višja kot pri aluminijastih lupinah. Z vidika obvladovanja stroškov je cena aluminijevih surovin zmerna, poraba energije med predelavo pa nizka, zaradi česar je primeren za-industrijsko proizvodnjo velikega obsega; Jeklene lupine zahtevajo uporabo jekla z visoko -trdnostjo ali dodatno obdelavo z nikljanjem, kar povzroči znatno povečanje stroškov materiala in obdelave v primerjavi z aluminijastimi lupinami. Visoka prilagodljivost obdelave in ekonomičnost aluminijastega ohišja za litij-železove fosfatne celice jim omogočata, da izpolnjujejo potrebe obsežnega-razvoja v novi energetski industriji.

Kar zadeva varnostno zasnovo, imajo aluminijasta ohišja baterij neprimerljive prednosti pred jeklenimi ohišji. Po eni strani je aluminijasto ohišje mogoče oblikovati z vgrajenimi varnostnimi ventili (kot so protieksplozijske -odporne luknje) za pravočasno sprostitev tlaka, ko nastane visok tlak zaradi nenormalnih reakcij v bateriji, s čimer se prepreči eksplozija ohišja. Vendar je trdnost jeklene lupine previsoka, zaradi česar je težko doseči sprostitev tlaka s podobnimi zasnovami. Ko se notranji tlak nabere do kritične vrednosti, lahko zlahka povzroči silovite eksplozije, kar predstavlja večje varnostno tveganje. Po drugi strani pa se lahko med postopkom polnjenja in praznjenja celice baterij razširijo. Aluminijasto ohišje lahko zmanjša koeficient nabrekanja z optimizacijo formule zlitine (kot je aluminijevo-manganova zlitina 3003), ki ustvarja enakomerno reakcijsko silo med širjenjem celice in zmanjša poškodbe strukture baterije. Togost jeklene lupine je premočna, kar lahko zlahka povzroči lokalno koncentracijo napetosti, ko se sooči s širitvijo baterijske celice. Dolgotrajna-uporaba lahko povzroči deformacijo ohišja ali okvaro tesnjenja. Prednosti varnostne zasnove prilagojenih prizmatičnih ohišij baterijskih celic zagotavljajo temeljna varnostna jamstva za široko uporabo litij-ionskih baterij.

Izboljšanje sistema standardizacije in vodilni trend v industriji sta še dodatno utrdila prevladujoč položaj aluminijastih lupin. Trenutno so litij-ionske baterije oblikovale popoln nacionalni standard (kot je GB/T 33824-2017), ki zagotavlja enotne specifikacije za proizvodnjo, testiranje in uporabo. Na ravni industrijskih aplikacij so aluminijaste ovojnice New Energy postale glavna izbira na področju kvadratnih baterij, ki pokrivajo več aplikacij, kot so nova energetska vozila, naprave za shranjevanje energije in prenosne elektronske naprave. Čeprav se jeklene lupine še vedno uporabljajo v nekaterih cilindričnih baterijah (kot je model 18650), so aluminijaste lupine nadomestile jeklene lupine na področju kvadratnih baterij.

Izboljšanje sistema standardizacije in vodilni trend v industriji sta še dodatno utrdila prevladujoč položaj aluminijastih lupin. trenutno,Baterija z aluminijastim ohišjemje oblikoval popoln nacionalni standard (kot je GB/T 33824-2017), ki zagotavlja enotne specifikacije za proizvodnjo, testiranje in uporabo. Na ravni uporabe v industriji so aluminijaste litij-ionske celice postale glavna izbira na področju kvadratnih baterij, ki pokrivajo več aplikacij, kot so nova energetska vozila, naprave za shranjevanje energije in prenosne elektronske naprave. Čeprav se jeklene lupine še vedno uporabljajo v nekaterih cilindričnih baterijah (kot je model 18650), so aluminijaste lupine nadomestile jeklene lupine na področju kvadratnih baterij.