Dybdeanalyse av de seks kjernefordelene med aluminiumsbatterier

I den strukturelle utformingen av aluminiumsbatterier, påvirker valget av skallmateriale direkte ytelsen, sikkerheten og tilpasningsevnen til batteriet. For tiden har feltet Power Battery Cover Plate dannet et mønster dominert av LiFePO4 Battery Pack, og erstattet de mye brukte stålskallene i de første dagene. Bak denne bransjetransformasjonen ligger den betydelige fordelen med aluminiumsskallmateriale i fler-ytelse. Denne artikkelen vil fordype seg i de seks kjernedimensjonene av lettvekt, termisk styring, korrosjonsmotstand, prosesseringskostnader, sikkerhet og industristandardisering for å analysere grundig hvorfor aluminiumsskall er det foretrukne skallmaterialet for MnO2-batterideksel.

Fordelen med lettvekt er en av kjernedrivkreftene for populariseringen av aluminiumsskall. Tettheten til aluminium er bare en-tredjedel av stålets (omtrent 2,7 g/cm³ mot 7,8 g/cm³), noe som muliggjør et tynnere skalldesign for aluminiumsbatterier under samme kapasitetskrav, noe som reduserer den totale vekten til batteriet betydelig. For enheter som er avhengige av lettvektsteknologi for å forbedre rekkevidden og portabiliteten, er denne fordelen spesielt viktig -, for eksempel innen elektriske kjøretøyer kan bruken av aluminiumshus til bilbatterier redusere vekten av batteripakker betydelig, og indirekte øke kjøretøyets rekkevidde; I bærbare elektroniske enheter som smarttelefoner og bærbare datamaskiner, kan lett design forbedre brukeropplevelsen. Data viser at litium-ionbatterier med aluminiumsskall har en energitetthet som er 10 % -15 % høyere enn de med stålskall, som spiller en viktig rolle i å fremme utviklingen av den nye energiindustrien.

Utmerket termisk styringsytelse er en viktig støtte for Power Battery Shell for å sikre sikker drift av batterier. Under lade- og utladingsprosessen genererer batterier uunngåelig varme. Hvis varmen ikke kan avledes i tide, vil det føre til lokal overoppheting, som ikke bare påvirker batterilevetiden, men kan også føre til sikkerhetsfarer som ukontrollert oppvarming. Den termiske ledningsevnen til aluminium (ca. 237 W/m · K) er fem ganger den for stål (ca. 50 W/m · K), og den har effektiv varmeledningsevne, som raskt kan overføre varmen som genereres inne i batteriet til utsiden, oppnå balansert varmespredning og effektivt redusere risikoen for termisk løping. I motsetning til dette har stålskall dårlig varmeledningsevne og er utsatt for å danne lokale hotspots. Lang-bruk kan fremskynde aldring av batterier og til og med true sikkerheten. I bruksscenarier med høy-effekt, som for eksempel nye energikjøretøyer, er den effektive termiske styringsevnen til aluminiumskassen for nye energibiler avgjørende for å sikre stabil drift av batterisystemer.

Utmerket termisk styringsytelse er en viktig støtte for Lithium Battery Aluminium Case for å sikre sikker drift av batterier. Under lade- og utladingsprosessen genererer batterier uunngåelig varme. Hvis varmen ikke kan avledes i tide, vil det føre til lokal overoppheting, som ikke bare påvirker batterilevetiden, men kan også føre til sikkerhetsfarer som ukontrollert oppvarming. Den termiske ledningsevnen til aluminium (ca. 237 W/m · K) er fem ganger den for stål (ca. 50 W/m · K), og den har effektiv varmeledningsevne, som raskt kan overføre varmen som genereres inne i batteriet til utsiden, oppnå balansert varmespredning og effektivt redusere risikoen for termisk løping. I motsetning til dette har stålskall dårlig varmeledningsevne og er utsatt for å danne lokale hotspots. Lang-bruk kan fremskynde aldring av batterier og til og med true sikkerheten. I høy-applikasjonsscenarier som nye energikjøretøyer, er den effektive termiske styringsevnen til det oppladbare aluminiumsskallet avgjørende for å sikre stabil drift av batterisystemer. Grad Analyse

Korrosjonsmotstand og elektrokjemisk stabilitet er kjerneegenskapene for aluminiumskall for å tilpasse seg arbeidsmiljøet til litium-ion-batterier. Arbeidsmiljøet til Aluminium Case for Automotive Battery involverer komplekse forhold som høyspenning og organiske elektrolytter, som stiller strenge krav til den kjemiske stabiliteten til skallmaterialet. I et høy-miljø hvor arbeidsspenningen til det positive elektrodematerialet er 3,0-4,5V, vil aluminium danne et tett lag av aluminiumoksid (Al ₂ O3) passiveringsfilm på overflaten, som effektivt kan blokkere elektrolytterosjon og sikre integriteten til skallet; Stålskall er imidlertid utsatt for oksidasjonsreaksjoner i dette miljøet og krever ytterligere nikkelbehandling, som ikke bare øker kompleksiteten i produksjonsprosessen, men også øker kostnadene. Samtidig har aluminium bedre kjemisk stabilitet for organiske elektrolytter som vanligvis brukes i litium-ion-batterier, som LiPF ₆, og er mindre utsatt for bivirkninger ved langvarig bruk, noe som kan sikre konsistensen og holdbarheten til batteriytelsen. Karakteristikken til aluminiumsdekselet til bil LiFePO4 batteripakken gjør det til et ideelt valg for tilpasning til komplekse elektrokjemiske miljøer.

Utmerket prosessytelse og økonomi konsoliderer markedsfordelen til aluminiumsbatteriboksene ytterligere. Fra perspektivet til prosessegenskaper har aluminium utmerket duktilitet og er lett å bearbeide til komplekse former som kreves for Prismatic Cell Cases gjennom stempling, strekking og andre prosesser. Modne sveiseteknikker, som lasersveising, kan sikre forsegling av skallet og oppfylle forseglingskravene til batteriet. Stål har høyere hardhet og større bearbeidingsvansker, og kompleksiteten til formings- og sveiseprosesser er høyere enn for aluminiumskall. Fra et kostnadskontrollperspektiv er prisen på aluminiumsråvarer moderat, og energiforbruket under behandlingen er lavt, noe som gjør den egnet for stor-industriproduksjon; Stålskall krever bruk av høy-stål eller ytterligere nikkelbehandling, noe som resulterer i en betydelig økning i material- og prosesseringskostnader sammenlignet med aluminiumskall. Den høye prosesseringstilpasningsevnen og økonomien til Lithium Ion Cell Aluminium Shell gjør dem i stand til å møte behovene til stor-utvikling i den nye energiindustrien.

Utmerket prosessytelse og økonomi konsoliderer markedsfordelen til LFP-batteriet i aluminium ytterligere. Fra perspektivet til prosessegenskaper har aluminium utmerket duktilitet og er lett å bearbeide til komplekse former som kreves for Li Cell Aluminium Shell gjennom stempling, strekking og andre prosesser. Modne sveiseteknikker, som lasersveising, kan sikre forseglingen av skallet og oppfylle forseglingskravene til batteriet; Stål har høyere hardhet og større bearbeidingsvansker, og kompleksiteten til formings- og sveiseprosesser er høyere enn for aluminiumskall. Fra et kostnadskontrollperspektiv er prisen på aluminiumsråvarer moderat, og energiforbruket under behandlingen er lavt, noe som gjør den egnet for stor-industriproduksjon; Stålskall krever bruk av høy-stål eller ytterligere nikkelbehandling, noe som resulterer i en betydelig økning i material- og prosesseringskostnader sammenlignet med aluminiumskall. Den høye prosesseringstilpasningsevnen og økonomien til aluminiumskallet for litiumjernfosfatceller gjør dem i stand til å møte behovene til stor-utvikling i den nye energiindustrien.

Når det gjelder sikkerhetsdesign, har batterikasser i aluminium uovertruffen fordeler i forhold til stålskall. På den ene siden kan aluminiumsskallet utformes med integrerte sikkerhetsventiler (som eksplosjonssikre -hull) for å frigjøre trykket på en rettidig måte når høyt trykk genereres på grunn av unormale reaksjoner inne i batteriet, og unngår eksplosjon av skallet. Styrken på stålskallet er imidlertid for høy, noe som gjør det vanskelig å oppnå trykkavlastning gjennom lignende design. Når det indre trykket akkumuleres til en kritisk verdi, kan det lett forårsake voldsomme eksplosjoner, noe som utgjør en høyere sikkerhetsrisiko. På den annen side, under lade- og utladingsprosessen, kan batterier oppleve celleutvidelse. Aluminiumsskallet kan redusere svellingskoeffisienten ved å optimalisere legeringsformelen (som 3003 aluminium manganlegering), som genererer en jevn reaksjonskraft under celleekspansjon og reduserer skade på batteristrukturen. Stålskallets stivhet er for sterk, noe som lett kan forårsake lokal spenningskonsentrasjon når man står overfor utvidelsen av battericellen. Lang-bruk kan føre til deformasjon av skallet eller forseglingsfeil. Sikkerhetsdesignfordelene til de tilpassede prismatiske battericellehusene gir kjernesikkerhetsgarantier for den utbredte bruken av litium{11}}ion-batterier.

Forbedringen av standardiseringssystemet og den ledende trenden i bransjen har ytterligere befestet den dominerende posisjonen til aluminiumsskall. For tiden har litium-ion-batteripakker dannet en komplett nasjonal standard (som GB/T 33824-2017), som gir enhetlige spesifikasjoner for produksjon, testing og bruk. På industriapplikasjonsnivå har New Energy Aluminium Battery Shells blitt hovedvalget innen kvadratiske batterier, og dekker flere applikasjoner som nye energikjøretøyer, energilagringsenheter og bærbare elektroniske enheter. Selv om stålskall fortsatt brukes i noen sylindriske batterier (som 18650-modellen), har aluminiumsskall erstattet stålskall innen kvadratiske batterier.

Forbedringen av standardiseringssystemet og den ledende trenden i bransjen har ytterligere befestet den dominerende posisjonen til aluminiumsskall. For tidenBatteripakke med aluminiumshushar dannet en komplett nasjonal standard (som GB/T 33824-2017), som gir enhetlige spesifikasjoner for produksjon, testing og bruk. På industriapplikasjonsnivå har aluminiums Li-ion-celler blitt hovedvalget innen kvadratiske batterier, og dekker flere applikasjoner som nye energikjøretøyer, energilagringsenheter og bærbare elektroniske enheter. Selv om stålskall fortsatt brukes i noen sylindriske batterier (som 18650-modellen), har aluminiumsskall erstattet stålskall innen kvadratiske batterier.