Proč používat hliníková pouzdra pro lithiové-iontové baterie? — Nejlepší volba pro pouzdra na skladování energie z hlediska materiálu

S rychlým růstem nových energetických vozidel, systémů pro skladování energie a přenosných elektronických zařízení význam lithiových baterií v oblasti skladování energie stále roste. Ať už se jedná o lithium-iontové baterie, baterie LifePo, baterie LifePo4 nebo hliníkové bateriové boxy, hliníkové bateriové obaly a pouzdra s prizmatickými články pro aplikace s vysokým výkonem, výběr materiálu pouzdra je zásadním faktorem ovlivňujícím výkon, bezpečnost a životnost. Mezi mnoha kandidátskými materiály se hliníkové slitiny staly hlavním řešením pro pouzdra lithiových baterií díky svým komplexním výkonnostním výhodám. Následující text analyzuje důvody popularity hliníkových plášťů z více úhlů pohledu.

 

 

U konstrukcí, jako jsou lithium{0}}iontové baterie, vodivost materiálu pouzdra přímo ovlivňuje účinnost přenosu vnitřního proudu. Samotný hliník má dobrou vodivost, což snižuje celkový přechodový odpor, díky čemuž je přenos proudu plynulejší. Tato charakteristika nejen pomáhá zlepšit schopnost okamžitého výstupu, ale také zlepšuje stabilitu cyklu a snižuje lokální problémy s ohřevem způsobené špatným kontaktem.

 

U některých lithiových-baterií nebo lithiových{1}}iontových baterií pro elektrokola, které zdůrazňují vysokou-rychlost vybíjení, je tato vodivost obzvláště důležitá a přispívá ke zlepšení rychlosti odezvy energie a bezpečnosti.

 

 

Lithium-iontové baterie generují během nabíjení a vybíjení velké množství tepla a nesprávné tepelné řízení je často hlavním spouštěčem tepelného úniku a bezpečnostních nehod. Tepelná vodivost hliníku je přibližně třikrát vyšší než u oceli, což mu umožňuje rychle přenášet vnitřní teplo ven.

 

Tato schopnost účinného odvodu tepla je ještě důležitější u konstrukcí, jako je hliníkové prizmatické pouzdro a přizpůsobené prizmatické pouzdro baterií, které pomáhají:

 

Zabraňte degradaci výkonu buněk v důsledku vysokých teplot

Zlepšete bezpečnost za-vysokých jízdních podmínek

Zlepšete tepelnou rovnoměrnost více-buněčných systémů

 

U produktů pro ukládání energie, jako je hliníkové pouzdro pro lithiovou baterii Powerwall, je výkon odvádění tepla zásadní pro stabilitu baterie.

 

 

Hustota hliníku je pouze-třetinová oproti oceli, což výrazně snižuje celkovou hmotnost baterie. Výhoda nízké hmotnosti je přínosem pro baterie v různých aplikacích, včetně pouzdra na prizmatické články, pouzdra na polymerové lithiové baterie a pouzdra na baterie LiSoCl2, což se projevuje v:

 

Vyšší gravimetrická hustota energie

Delší dojezd elektromobilu

Lepší zkušenost s přenosnými elektronickými zařízeními

 

U modulů pro ukládání energie a modulů napájecích baterií snižuje snížená konstrukční hmotnost také efektivitu přepravy, instalace a údržby.

 

 

Hliníkové povrchy přirozeně tvoří hustý oxidový film, který poskytuje vynikající odolnost proti korozi. To je zvláště důležité pro systémy pracující venku, v prostředí s vysokou-vlhkostí a vysokým-solným-nástřikem, jako jsou pouzdra na baterie MnO2, baterie LiFePO4 a baterie LiFePO4. Vynikající odolnost proti korozi může:

 

Snižte degradaci pevnosti pláště v důsledku koroze

Prodlužte celkovou životnost bateriového systému

Zlepšete stabilitu konstrukce v náročných podmínkách

 

Zejména pro elektrárny akumulující energii nebo komerční aplikace je odolnost proti korozi základním ukazatelem pro hodnocení materiálů pláště.

 

 

Hliníkové materiály si zachovávají vynikající strukturální stabilitu i při vysokých teplotách, odolávají měknutí, deformaci nebo porušení materiálu. To je zvláště důležité u lithium-iontových baterií, hliníkových pouzder na baterie a napájecích baterií pracujících po delší dobu, což zajišťuje, že v prostředí s vysokou teplotou:

 

Pevnost pláště zůstává stabilní.

Síla vnější ochrany článků baterie se nesnižuje.

Změny tepelného prostředí nevedou k porušení těsnící konstrukce.

 

Tato charakteristika je obzvláště důležitá u-systémů pro ukládání energie s vysokým výkonem,-vytížených zařízení nebo u průmyslových aplikací s vysokou-teplotou.

 

 

Přestože jsou náklady na suroviny u hliníku o něco vyšší než u některých kovů, jeho výhody při zpracování, tvarování, bezpečnosti, životnosti a údržbě jsou významné, což vede k vyšší celkové nákladové-efektivitě:

 

Nižší obtížnost zpracování a spotřeba energie

Vyšší výtěžnost hotového výrobku

Nižší potenciální náklady na údržbu

Delší životnost systému

 

Dlouhodobé-ekonomické výhody hliníkových krytů jsou zvláště výrazné u hromadně-vyráběných produktů, jako jsou lithium-iontové baterie a moduly napájecích baterií.

 

 

Hliníkové slitiny se vyznačují vynikající tažností, což umožňuje výrobu pouzder baterií prostřednictvím jednokrokového procesu protahování. Běžně se používají v pouzdrech prizmatických článků, přizpůsobených pouzdrech prizmatických bateriových článků a pouzdrech polymerových lithiových baterií. Mezi jejich výhody patří:

 

Umožňuje integrované tvarování složitých konstrukcí

Snížení svarů a zlepšení spolehlivosti těsnění

Splňující různé konstrukční požadavky, včetně hranolových a nepravidelných tvarů

Podpora hromadné výroby a vysoce přesné{0}}výroby

 

Výhody zpracování umožňují hliníkovým plášťům přizpůsobit se pokročilejším konstrukcím buněčné struktury (jako jsou systémy s vysokou -kapacitou a dlouhou{1}}životností).

 

 

Stručně řečeno, ať už jde o napájecí lithium-iontové baterie, bezpečnostní-kritické baterie LifePO4 nebo konstrukčně složité hliníkové bateriové boxy nebo pouzdra s prizmatickými články, hliníková pouzdra se stala hlavní volbou pouzdra lithiových baterií díky své vynikající vodivosti, silnému odvodu tepla, nízké hmotnosti, odolnosti proti korozi, vysoké-teplotní odolnosti, dobré zpracovatelnosti a celkové ekonomické náročnosti.

 

S neustálým vylepšováním elektrické dopravy, systémů skladování energie a-vysokovýkonných elektronických zařízení je důležité postaveníhliníkové pouzdrotechnologie pouzdra baterií bude dále konsolidována a bude i nadále pohánět lithiové baterie, aby hrály větší roli v budoucí energetické oblasti.