Выбор материала корпуса литий-ионного аккумулятора: сравнение алюминиевого и стального корпусов

В ходе разработки литий-ионных-аккумуляторов материалы корпуса менялись от стали к алюминию и к мягким упаковкам. Чехлы не только обеспечивают механическую защиту, но также напрямую влияют на безопасность аккумулятора, плотность энергии и срок службы. В настоящее время сталь и алюминий являются двумя наиболее распространенными материалами, используемыми в промышленности. Поскольку требования к производительности аккумуляторов в новых транспортных средствах, накопителях энергии и бытовой электронике продолжают расти, алюминиевые корпуса для литий-ионных аккумуляторов оказались в центре внимания рынка.

 

 

 

 

Стальные корпуса, основной материал корпусов первых аккумуляторов, обладают превосходной прочностью на сжатие и механической прочностью. Стальные корпуса по-прежнему широко используются, особенно в цилиндрических батареях, благодаря их физической стабильности и высокой ударопрочности. В большинстве портативных компьютеров и некоторых аккумуляторных батареях в качестве защитной конструкции до сих пор используются стальные корпуса.

 

Однако батареи в стальном-корпусе имеют определенные недостатки:

 

Более высокая масса приводит к более низкой плотности энергии.

 

Более высокие коэффициенты теплового расширения увеличивают риски безопасности в случае внутренних коротких замыканий.

 

Такие дефекты, как натянутость, царапины, ямки и отверстия, легко возникают во время обработки, что влияет на консистенцию и надежность готового продукта.

 

Таким образом, хотя стальные корпуса предлагают ценовые преимущества и механическую прочность, они постепенно теряют позиции с точки зрения веса и безопасности.

 

 

По сравнению со стальными корпусами алюминиевые аккумуляторные корпуса легче, что значительно снижает вес аккумулятора и увеличивает удельную энергию при той же емкости. Алюминиевые сплавы имеют более низкий коэффициент теплового расширения, чем сталь, что снижает риск взрыва в случае внутреннего короткого замыкания и повышает безопасность. Это основная причина, по которой алюминиевые корпуса с литиевыми элементами широко используются в транспортных средствах с новыми источниками энергии и аккумуляторных батареях.

 

 

Легкий вес:Алюминиевые корпуса можно сделать тоньше стальных, что снижает общий вес.

Безопасность:Подходящий состав сплава снижает коэффициент расширения, снижая риски, связанные с объемным расширением во время циклов зарядки и разрядки.

Коррозионная стойкость:Алюминий обеспечивает превосходную коррозионную стойкость по сравнению с обычной сталью, что делает его пригодным для длительного-использования.

Формируемость:В корпусах призматических ячеек и алюминиевых призматических корпусах алюминиевые корпуса демонстрируют превосходные свойства штамповки и растяжения.

 

 

 

 

В настоящее время в большинстве призматических силовых батарей и аккумуляторов энергии используются алюминиевые корпуса.. 3003-Для корпусов силовых элементов обычно используются алюминиевые корпуса H14, обеспечивающие превосходную прочность и устойчивость к коррозии. При использовании литий-железо-фосфатных аккумуляторов алюминиевые корпуса аккумуляторов LFP также стали основным выбором, обеспечивая баланс между безопасностью и экономической-эффективностью.

 

 

 

 

С точки зрения выбора материала алюминиевые корпуса обеспечивают преимущества в плане веса и безопасности, в то время как стальные корпуса по-прежнему сохраняют долю рынка некоторых цилиндрических аккумуляторных элементов благодаря своей прочности и ценовым преимуществам. Будущие тенденции применения могут быть следующими:

 

Приложения, требующие высокой плотности энергии и безопасности (например, новые автомобили и системы хранения энергии), будут отдавать предпочтение алюминиевым корпусам для литий-ионных аккумуляторов.

Приложения, требующие высокой механической прочности (например, определенная бытовая электроника и цилиндрические батареи), по-прежнему найдут место для стальных корпусов.

 

 

Общий,алюминиевые корпусапостепенно заменяют стальные корпуса в аккумуляторах мощности и энергии, что становится тенденцией будущего. Алюминиевые аккумуляторные корпуса не только повышают безопасность и плотность энергии, но также соответствуют отраслевым тенденциям в области энергосбережения, снижения выбросов и облегчения. С развитием технологических процессов и расширением крупномасштабного-производства алюминиевые призматические корпуса и корпусы из алюминиевого корпуса будут продолжать использоваться в новых энергетических транспортных средствах и хранилищах энергии, в то время как стальные корпуса, вероятно, продолжат занимать определенную долю рынка аккумуляторных элементов.