As principais razões para as baterias de lítio usarem conchas de alumínio podem ser analisadas em detalhes a partir dos aspectos a seguir, ou seja, resistência à corrosão, boa condutividade, bom desempenho de processamento, baixo custo, bom desempenho de dissipação de calor etc.
1. Leves
• Baixa densidade: a densidade do alumínio é de cerca de 2,7 g/cm³, o que é significativamente menor que a do aço, que é de cerca de 7,8 g/cm³. Em dispositivos eletrônicos que buscam alta densidade de energia e leve, como telefones celulares, laptops e veículos elétricos, as conchas de alumínio podem reduzir efetivamente o peso geral e melhorar a resistência.
2. Resistência à corrosão
• Adaptabilidade a ambientes de alta tensão: a tensão de trabalho dos materiais de eletrodo positiva da bateria de lítio, como materiais ternários e óxido de cobalto de lítio, é relativamente alta (3,0-4,5V). Nesse potencial, o alumínio formará um denso filme de passivação de óxido de alumínio (Al₂o₃) na superfície para evitar mais corrosão. O aço é facilmente corroído pelo eletrólito sob alta pressão, resultando em degradação ou vazamento de desempenho da bateria.
• Compatibilidade de eletrólitos: o alumínio tem boa estabilidade química para eletrólitos orgânicos, como o LIPF₆, e não é propenso a reação durante o uso a longo prazo.
3. Condutividade e projeto estrutural
• Conexão do coletor atual: o alumínio é o material preferido para coletores de corrente de eletrodo positivos (como folha de alumínio). A concha de alumínio pode ser diretamente conectada ao eletrodo positivo, simplificando a estrutura interna, reduzindo a resistência e melhorando a eficiência da transmissão de energia.
• Requisitos de condutividade da concha: Em alguns projetos de bateria, a concha de alumínio faz parte do caminho atual, como baterias cilíndricas, que possuem funções de condutividade e proteção.
4. Desempenho de processamento
• Excelente ductilidade: o alumínio é fácil de carimbar e esticar, e é adequado para a produção em larga escala de formas complexas, como filmes plásticos de alumínio para baterias quadradas e macias. As conchas de aço são difíceis de processar e têm altos custos.
• Garantia de vedação: A tecnologia de soldagem de conchas de alumínio é madura, como a soldagem a laser, que pode efetivamente selar o eletrólito, impedir que a umidade e o oxigênio invadissem e estenda a duração da bateria.
5. Gerenciamento térmico
• Alta eficiência de dissipação de calor: a condutividade térmica do alumínio (cerca de 237 W/m · k) é muito maior que a do aço (cerca de 50 W/m · k), o que ajuda a bateria a dissipar o calor rapidamente ao trabalhar e reduzir o risco de fuga térmica.
6. Custo e economia
• Custos baixos de material e processamento: o preço da matéria-prima do alumínio é moderado e o consumo de energia de processamento é baixo, o que é adequado para a produção em larga escala. Por outro lado, materiais como aço inoxidável são mais caros.
7. Projeto de segurança
• Mecanismo de alívio de pressão: as conchas de alumínio podem liberar pressão interna e evitar explosão em caso de sobrecarga ou fuga térmica, projetando válvulas de segurança, como a estrutura de flip cid das baterias cilíndricas.
8. Práticas e padronização da indústria
• As conchas de alumínio têm sido amplamente adotadas desde os primeiros dias da comercialização de bateria de lítio, como a bateria de 18650 lançada pela Sony em 1991, formando uma cadeia industrial madura e padrões técnicos, consolidando ainda mais sua posição convencional.
Sempre há exceções. Em alguns cenários especiais, também são usadas conchas de aço:
Em alguns cenários com requisitos de resistência mecânica extremamente altos, como algumas baterias de energia ou aplicações de ambiente extremas, conchas de aço com níquel podem ser usadas, mas o custo é o aumento do peso e do custo.
Conclusão
As conchas de alumínio tornaram -se uma escolha ideal para conchas de bateria de lítio devido a suas vantagens abrangentes, como peso leve, resistência à corrosão, boa condutividade, processamento fácil, excelente dissipação de calor e baixo custo, desempenho perfeitamente equilibrado, segurança e requisitos econômicos.
Hora de postagem: fevereiro-17-2025
