Alasan utama baterai lithium untuk menggunakan cangkang aluminium dapat dianalisis secara rinci dari aspek -aspek berikut, yaitu ringan, ketahanan korosi, konduktivitas yang baik, kinerja pemrosesan yang baik, biaya rendah, kinerja disipasi panas yang baik, dll.
1. Ringan
• Kepadatan rendah: Kepadatan aluminium adalah sekitar 2,7 g/cm³, yang secara signifikan lebih rendah dari baja, yaitu sekitar 7,8 g/cm³. Dalam perangkat elektronik yang mengejar kepadatan energi tinggi dan ringan, seperti ponsel, laptop, dan kendaraan listrik, cangkang aluminium dapat secara efektif mengurangi berat badan secara keseluruhan dan meningkatkan daya tahan.
2. Resistensi korosi
• Adaptasi dengan lingkungan tegangan tinggi: Tegangan kerja baterai lithium bahan elektroda positif, seperti bahan terner dan lithium kobalt oksida, relatif tinggi (3.0-4.5V). Pada potensi ini, aluminium akan membentuk film pasif aluminium oksida (AL₂O₃) yang padat di permukaan untuk mencegah korosi lebih lanjut. Baja mudah dikorosi oleh elektrolit di bawah tekanan tinggi, menghasilkan degradasi atau kebocoran kinerja baterai.
• Kompatibilitas elektrolit: Aluminium memiliki stabilitas kimia yang baik untuk elektrolit organik, seperti lipf₆, dan tidak rentan terhadap reaksi selama penggunaan jangka panjang.
3. Konduktivitas dan Desain Struktural
• Koneksi kolektor saat ini: Aluminium adalah bahan yang disukai untuk kolektor arus elektroda positif (seperti aluminium foil). Shell aluminium dapat terhubung langsung ke elektroda positif, menyederhanakan struktur internal, mengurangi resistensi, dan meningkatkan efisiensi transmisi energi.
• Persyaratan konduktivitas shell: Dalam beberapa desain baterai, shell aluminium adalah bagian dari jalur saat ini, seperti baterai silindris, yang memiliki fungsi konduktivitas dan perlindungan.
4. Kinerja pemrosesan
• Daktilitas yang sangat baik: Aluminium mudah dicap dan diregangkan, dan cocok untuk produksi besar bentuk kompleks skala besar, seperti film aluminium-plastik untuk baterai persegi dan soft-pack. Kerang baja sulit diproses dan memiliki biaya tinggi.
• Jaminan penyegelan: Teknologi pengelasan shell aluminium matang, seperti pengelasan laser, yang secara efektif dapat menyegel elektrolit, mencegah kelembaban dan oksigen dari penyerbu, dan memperpanjang masa pakai baterai.
5. Manajemen Termal
• Efisiensi disipasi panas tinggi: Konduktivitas termal aluminium (sekitar 237 W/m · k) jauh lebih tinggi daripada baja (sekitar 50 W/m · k), yang membantu baterai menghilangkan panas dengan cepat saat bekerja dan mengurangi Risiko pelarian termal.
6. Biaya dan Ekonomi
• Biaya Bahan dan Pemrosesan Rendah: Harga bahan baku aluminium sedang, dan konsumsi energi pemrosesan rendah, yang cocok untuk produksi skala besar. Sebaliknya, bahan seperti stainless steel lebih mahal.
7. Desain Keselamatan
• Mekanisme pelepasan tekanan: Kerang aluminium dapat melepaskan tekanan internal dan menghindari ledakan jika terjadi pelarian kelebihan biaya atau termal dengan merancang katup pengaman, seperti struktur flip CID baterai silinder.
8. Praktik Industri dan Standardisasi
• Kerang aluminium telah banyak diadopsi sejak awal komersialisasi baterai lithium, seperti baterai 18650 yang diluncurkan oleh Sony pada tahun 1991, membentuk rantai industri yang matang dan standar teknis, lebih lanjut mengkonsolidasikan posisi arus utama.
Selalu ada pengecualian. Dalam beberapa skenario khusus, kerang baja juga digunakan:
Dalam beberapa skenario dengan persyaratan kekuatan mekanik yang sangat tinggi, seperti beberapa baterai daya atau aplikasi lingkungan yang ekstrem, cangkang baja berlapis nikel dapat digunakan, tetapi biayanya meningkat berat dan biaya.
Kesimpulan
Kerang aluminium telah menjadi pilihan ideal untuk cangkang baterai lithium karena keunggulan komprehensifnya seperti ringan, ketahanan korosi, konduktivitas yang baik, pemrosesan yang mudah, disipasi panas yang sangat baik dan biaya rendah, persyaratan kinerja, keselamatan dan ekonomi yang sangat menyeimbangkan.
Waktu posting: Feb-17-2025
