Асноўныя прычыны выкарыстання алюмініевых абалонак у літыевых батарэях можна падрабязна прааналізаваць з наступных аспектаў, а менавіта: лёгкая вага, каразійная ўстойлівасць, добрая праводнасць, добрая апрацоўка, нізкі кошт, добрая цеплааддача і г.д.
1. Лёгкі
• Нізкая шчыльнасць: шчыльнасць алюмінію складае каля 2,7 г/см³, што значна ніжэй, чым у сталі, якая складае каля 7,8 г/см³. У электронных прыладах, якія імкнуцца да высокай шчыльнасці энергіі і лёгкай вагі, такіх як мабільныя тэлефоны, ноўтбукі і электрамабілі, алюмініевыя абалонкі могуць эфектыўна знізіць агульную вагу і павысіць даўгавечнасць.
2. Устойлівасць да карозіі
• Адаптацыя да высокавольтных асяроддзяў: працоўнае напружанне матэрыялаў станоўчых электродаў літыевых акумулятараў, такіх як трайныя матэрыялы і аксід літыя і кобальту, адносна высокае (3,0-4,5 В). Пры гэтым напружанні алюміній утварае на паверхні шчыльную пасівацыйную плёнку з аксіду алюмінію (Al₂O₃), каб прадухіліць далейшую карозію. Сталь лёгка падвяргаецца карозіі электралітам пад высокім ціскам, што прыводзіць да пагаршэння прадукцыйнасці акумулятара або ўцечкі.
• Сумяшчальнасць з электралітамі: алюміній мае добрую хімічную стабільнасць да арганічных электралітаў, такіх як LiPF₆, і не схільны да рэакцый пры працяглым выкарыстанні.
3. Праводнасць і структурнае праектаванне
• Падключэнне токаздымальніка: алюміній з'яўляецца пераважным матэрыялам для токаздымальнікаў з дадатным электродам (напрыклад, алюмініевая фальга). Алюмініевы корпус можна непасрэдна падключыць да дадатнага электрода, што спрашчае ўнутраную структуру, зніжае супраціўленне і паляпшае эфектыўнасць перадачы энергіі.
• Патрабаванні да праводнасці абалонкі: у некаторых канструкцыях акумулятараў алюмініевая абалонка з'яўляецца часткай шляху току, напрыклад, у цыліндрычных акумулятарах, якая выконвае як функцыі праводнасці, так і абароны.
4. Прадукцыйнасць апрацоўкі
• Выдатная пластычнасць: алюміній лёгка штампуецца і расцягваецца, і ён падыходзіць для масавай вытворчасці складаных формаў, такіх як алюмініева-пластыкавыя плёнкі для квадратных і мяккіх акумулятараў. Сталёвыя абалонкі цяжка апрацоўваць і маюць высокі кошт.
• Гарантыя герметычнасці: тэхналогія зваркі алюмініевага корпуса, напрыклад, лазерная зварка, з'яўляецца дасканалай, што дазваляе эфектыўна герметызаваць электраліт, прадухіляць пранікненне вільгаці і кіслароду і падаўжаць тэрмін службы акумулятара.
5. Тэрмарэгуляванне
• Высокая эфектыўнасць цеплааддачы: цеплаправоднасць алюмінію (каля 237 Вт/м·К) значна вышэйшая, чым у сталі (каля 50 Вт/м·К), што дапамагае акумулятару хутка рассейваць цяпло падчас працы і зніжае рызыку цеплавога ўцёкаў.
6. Кошт і эканомія
• Нізкія выдаткі на матэрыялы і апрацоўку: цана на алюміній умераная, а спажыванне энергіі на апрацоўку нізкае, што падыходзіць для буйной вытворчасці. Наадварот, такія матэрыялы, як нержавеючая сталь, больш дарагія.
7. Дызайн бяспекі
• Механізм скіду ціску: алюмініевыя абалонкі могуць скінуць унутраны ціск і пазбегнуць выбуху ў выпадку перазарадкі або цеплавога разгону дзякуючы распрацоўцы засцерагальных клапанаў, такіх як перакідная канструкцыя CID цыліндрычных акумулятараў.
8. Практыка галіны і стандартызацыя
• Алюмініевыя корпуса шырока выкарыстоўваюцца з першых дзён камерцыялізацыі літыевых акумулятараў, такіх як акумулятар 18650, выпушчаны кампаніяй Sony ў 1991 годзе, фарміруючы сталы прамысловы ланцужок і тэхнічныя стандарты, яшчэ больш умацоўваючы свае пазіцыі ў якасці асноўнага рынку.
Заўсёды ёсць выключэнні. У некаторых асаблівых выпадках таксама выкарыстоўваюцца сталёвыя абалонкі:
У некаторых выпадках з надзвычай высокімі патрабаваннямі да механічнай трываласці, напрыклад, для некаторых акумулятараў або прымянення ў экстрэмальных умовах навакольнага асяроддзя, можна выкарыстоўваць нікеляваныя сталёвыя абалонкі, але гэта павялічвае вагу і кошт.
Выснова
Алюмініевыя абалонкі сталі ідэальным выбарам для абалонак літыевых акумулятараў дзякуючы сваім комплексным перавагам, такім як лёгкая вага, каразійная ўстойлівасць, добрая праводнасць, лёгкасць апрацоўкі, выдатная цеплааддача і нізкі кошт, ідэальна збалансаваўшы прадукцыйнасць, бяспеку і эканамічныя патрабаванні.
Час публікацыі: 17 лютага 2025 г.
