Wybór materiału na obudowę akumulatora-litowo-jonowego: porównanie obudów aluminiowych i stalowych

W trakcie rozwoju akumulatorów litowo-jonowych materiały obudowy ewoluowały, od stali przez aluminium, aż po miękkie opakowania. Obudowy nie tylko zapewniają ochronę mechaniczną, ale także bezpośrednio wpływają na bezpieczeństwo baterii, gęstość energii i żywotność. Obecnie stal i aluminium to dwa najpowszechniej stosowane materiały w przemyśle. Ponieważ wymagania dotyczące wydajności akumulatorów w nowych pojazdach zasilanych energią elektryczną, magazynach energii i elektronice użytkowej stale rosną, aluminiowe obudowy akumulatorów litowo-jonowych stały się w centrum uwagi rynku.

 

 

 

 

Obudowy stalowe, główny materiał na obudowy akumulatorów, zapewniają doskonałą wytrzymałość na ściskanie i mechaniczną. Obudowy stalowe są nadal szeroko stosowane, zwłaszcza w akumulatorach cylindrycznych, ze względu na ich stabilność fizyczną i wysoką odporność na uderzenia. Większość laptopów i niektórych akumulatorów nadal wykorzystuje stalowe obudowy jako konstrukcję ochronną.

 

Baterie w stalowej-obudowie mają jednak pewne wady:

 

Większa masa skutkuje niższą gęstością energii.

 

Wyższe współczynniki rozszerzalności cieplnej zwiększają ryzyko bezpieczeństwa w przypadku wewnętrznych zwarć.

 

Podczas przetwarzania łatwo powstają defekty, takie jak nitki, zadrapania, wżery i dziury, które wpływają na konsystencję i niezawodność gotowego produktu.

 

Dlatego też, choć stalowe obudowy oferują korzyści kosztowe i wytrzymałość mechaniczną, stopniowo tracą na popularności pod względem lekkości i bezpieczeństwa.

 

 

W porównaniu do obudów stalowych, aluminiowe obudowy akumulatorów są lżejsze, co znacznie zmniejsza wagę akumulatora i zwiększa energię właściwą przy tej samej pojemności. Stopy aluminium mają niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej niż stal, co zmniejsza ryzyko wybuchu w przypadku wewnętrznego zwarcia i poprawia bezpieczeństwo. Jest to główny powód, dla którego aluminiowe obudowy ogniw litowych są szeroko stosowane w nowych pojazdach zasilanych energią elektryczną i akumulatorach magazynujących energię.

 

 

Lekki:Obudowy aluminiowe mogą być cieńsze niż obudowy stalowe, co zmniejsza całkowitą wagę.

Bezpieczeństwo:Odpowiedni skład stopu zmniejsza współczynnik rozszerzalności, ograniczając ryzyko związane ze zwiększaniem objętości podczas cykli ładowania i rozładowywania.

Odporność na korozję:Aluminium zapewnia lepszą odporność na korozję w porównaniu ze zwykłą stalą, dzięki czemu nadaje się do długotrwałego-użytkowania.

Formowalność:W pryzmatycznych obudowach ogniw i aluminiowych obudowach pryzmatycznych, aluminiowe obudowy wykazują doskonałe właściwości tłoczenia i rozciągania.

 

 

 

 

Obecnie większość pryzmatycznych akumulatorów zasilających i magazynujących energię ma obudowy aluminiowe.. 3003-Do obudów ogniw zasilających powszechnie stosuje się aluminiowe obudowy H14, które zapewniają doskonałą wytrzymałość i odporność na korozję. W zastosowaniach związanych z akumulatorami litowo-żelazowo-fosforanowymi aluminiowe obudowy akumulatorów LFP również stały się głównym wyborem, zapewniającym równowagę pomiędzy bezpieczeństwem i-opłacalnością.

 

 

 

 

Jeśli chodzi o dobór materiałów, obudowy aluminiowe oferują korzyści w zakresie lekkości i bezpieczeństwa, podczas gdy obudowy stalowe nadal utrzymują udział w rynku niektórych cylindrycznych ogniw akumulatorowych ze względu na ich wytrzymałość i przewagę kosztową. Przyszłe trendy w zastosowaniach mogą być następujące:

 

W zastosowaniach wymagających dużej gęstości energii i bezpieczeństwa (takich jak nowe pojazdy zasilane energią i systemy magazynowania energii) priorytetem będą aluminiowe obudowy pakietów akumulatorów litowo-jonowych.

Zastosowania wymagające dużej wytrzymałości mechanicznej (takie jak niektóre urządzenia elektroniczne i akumulatory cylindryczne) nadal będą miały miejsce dla obudów stalowych.

 

 

Ogólnie,obudowy aluminiowestopniowo zastępują obudowy stalowe w akumulatorach zasilających i magazynujących energię, stając się przyszłym trendem. Aluminiowe obudowy akumulatorów nie tylko poprawiają bezpieczeństwo i gęstość energii, ale także wpisują się w trendy branżowe w zakresie oszczędzania energii, redukcji emisji i zmniejszania masy. Wraz z postępem technologii procesowej i rozwojem-produkcji na dużą skalę, aluminiowe obudowy pryzmatyczne i obudowy z aluminium pakietowego będą nadal stosowane w nowych pojazdach napędzanych energią i magazynach energii, podczas gdy obudowy stalowe będą prawdopodobnie nadal zajmować pewną część rynku ogniw akumulatorowych.