Liitiumpatareide peamisi põhjuseid alumiiniumist kestade kasutamiseks saab üksikasjalikult analüüsida järgmiste aspektide põhjal, nimelt kerge, korrosioonikindlus, hea juhtivus, hea töötlemise jõudlus, madalad kulud, hea soojuse hajumise jõudlus jne.
1. kergekaal
• Madal tihedus: alumiiniumi tihedus on umbes 2,7 g/cm³, mis on oluliselt madalam kui terasest, mis on umbes 7,8 g/cm³. Elektroonikaseadmetes, mis tegelevad suure energiatiheduse ja kerge raskusega, näiteks mobiiltelefonid, sülearvutid ja elektrisõidukid, võivad alumiiniumist kestad üldist kaalu tõhusalt vähendada ja vastupidavust parandada.
2. korrosioonikindlus
• Kohanemisvõime kõrgepingekeskkondadega: liitiumaku aku positiivsete elektroodimaterjalide, näiteks kolmekomponentide ja liitiumkoobaltoksiidi tööpinge tööpinge on suhteliselt kõrge (3,0–4,5 V). Selle potentsiaali korral moodustab alumiinium pinnale tiheda alumiiniumoksiidi (al₂o₃) passiivse kile, et vältida edasist korrosiooni. Teras on kerge rõhu all elektrolüütidega hõlpsalt korrodeerunud, põhjustades aku jõudluse halvenemist või leket.
• Elektrolüütide ühilduvus: alumiiniumil on hea keemiline stabiilsus orgaaniliste elektrolüütide, näiteks LiPF₆ suhtes, ja see ei ole pikaajalise kasutamise ajal reageerimiseks altid.
3. juhtivus ja konstruktsiooni kujundus
• Praegune kogujaühendus: alumiinium on positiivse elektroodivoolu kollektsionääride (näiteks alumiiniumfoolium) eelistatud materjal. Alumiiniumkest saab otse positiivse elektroodiga ühendada, lihtsustades sisemist struktuuri, vähendades takistust ja parandades energia ülekande efektiivsust.
• Koore juhtivuse nõuded: mõnes aku kujunduses on alumiiniumist kest praeguse tee osa, näiteks silindrilised akud, millel on nii juhtivused kui ka kaitsefunktsioonid.
4. töötlemise jõudlus
• Suurepärane elastsus: alumiiniumi on lihtne tembeldada ja venitada ning see sobib keerukate kujundite suuremahuliseks tootmiseks, näiteks alumiiniumplastiliste kilede jaoks ruudukujuliste ja pehmete pakkide akude jaoks. Teraskoore on keeruline töödelda ja neil on suured kulud.
• Tihendamise garantii: alumiiniumist kesta keevitustehnoloogia on küps, näiteks laserkeevitamine, mis võib elektrolüüti tõhusalt tihendada, vältida niiskuse ja hapniku sissetungimist ja pikendada aku kestvust.
5. termiline juhtimine
• Kõrge soojuse hajumise efektiivsus: alumiiniumi soojusjuhtivus (umbes 237 mass/m · k) on palju suurem kui terase oma Termilise põgenemise oht.
6. Maksumus ja majandus
• Madalad materjalid ja töötlemiskulud: alumiiniumi tooraine hind on mõõdukas ja töötlemise energiatarbimine on madal, mis sobib suuremahuliseks tootmiseks. Seevastu sellised materjalid nagu roostevaba teras on kallimad.
7. Ohutuse kujundamine
• Rõhu leevendamise mehhanism: alumiiniumist kestad võivad vabastada siserõhku ja vältida plahvatust ülekoormamise või termilise põgenemise korral, kavandades kaitseventiilid, näiteks silindriliste akude CID -i klappstruktuuri.
8. tööstuse tavad ja standardimine
• Alumiiniumist kestad on alates liitiumaku aku turustamise algusaegadest laialdaselt kasutusele võetud, näiteks Sony poolt 1991. aastal käivitatud 18650. aasta aku, moodustades küpsed tööstuslikud ahelad ja tehnilised standardid, konsolideerides veelgi selle tavapositsiooni.
Alati on erandeid. Mõnede erilise stsenaariumi korral kasutatakse ka teraskoore:
Mõnes stsenaariumis, kus on äärmiselt kõrge mehaaniline tugevusnõuded, näiteks mõned elektriakud või äärmuslikud keskkonnarakendused, võib kasutada nikliga plaaditud teraskoore, kuid kulud on suurenenud kaal ja kulud.
Järeldus
Alumiiniumist kestad on muutunud ideaalseks valikuks liitiumaaku kestade jaoks, kuna nende põhjalikud eelised, nagu kerge kaal, korrosioonikindlus, hea juhtivus, lihtne töötlemine, suurepärane soojuse hajumine ja odavad, suurepäraselt tasakaalustatavad jõudlus, ohutus- ja majandusnõuded.
Postiaeg:-17-2025
