Những lý do chính cho pin lithium sử dụng vỏ nhôm có thể được phân tích chi tiết từ các khía cạnh sau, cụ thể là nhẹ, chống ăn mòn, độ dẫn điện tốt, hiệu suất xử lý tốt, chi phí thấp, hiệu suất tản nhiệt tốt, v.v.
1. Nhẹ
• Mật độ thấp: Mật độ của nhôm là khoảng 2,7 g/cm³, thấp hơn đáng kể so với thép, khoảng 7,8 g/cm³. Trong các thiết bị điện tử theo đuổi mật độ năng lượng cao và trọng lượng nhẹ, chẳng hạn như điện thoại di động, máy tính xách tay và xe điện, vỏ nhôm có thể làm giảm hiệu quả trọng lượng tổng thể và cải thiện độ bền.
2. Kháng ăn mòn
• Khả năng thích ứng với môi trường điện áp cao: Điện áp hoạt động của vật liệu điện cực dương pin lithium, như vật liệu ternary và oxit lithium cobalt, tương đối cao (3.0-4,5V). Ở tiềm năng này, nhôm sẽ tạo thành một màng thụ động nhôm dày đặc (Al₂O₃) trên bề mặt để ngăn chặn sự ăn mòn thêm. Thép dễ dàng bị ăn mòn bởi chất điện phân dưới áp suất cao, dẫn đến suy giảm hiệu suất pin hoặc rò rỉ.
• Khả năng tương thích điện giải: Nhôm có độ ổn định hóa học tốt đối với các chất điện giải hữu cơ, chẳng hạn như LIPF₆, và không dễ bị phản ứng trong quá trình sử dụng lâu dài.
3. Độ dẫn điện và thiết kế cấu trúc
• Kết nối bộ thu hiện tại: Nhôm là vật liệu ưa thích cho các bộ thu dòng điện cực dương (như lá nhôm). Vỏ nhôm có thể được kết nối trực tiếp với điện cực dương, đơn giản hóa cấu trúc bên trong, giảm điện trở và cải thiện hiệu quả truyền năng lượng.
• Yêu cầu độ dẫn của vỏ: Trong một số thiết kế pin, vỏ nhôm là một phần của đường dẫn hiện tại, chẳng hạn như pin hình trụ, có cả chức năng dẫn điện và bảo vệ.
4. Hiệu suất xử lý
• Độ dẻo tuyệt vời: Nhôm rất dễ đóng dấu và kéo dài, và phù hợp để sản xuất các hình dạng phức tạp quy mô lớn, chẳng hạn như màng nhựa nhôm cho pin vuông và pin mềm. Vỏ thép rất khó xử lý và có chi phí cao.
• Đảm bảo niêm phong: Công nghệ hàn vỏ nhôm là trưởng thành, chẳng hạn như hàn laser, có thể niêm phong hiệu quả chất điện phân, ngăn độ ẩm và oxy xâm nhập và kéo dài thời lượng pin.
5. Quản lý nhiệt
• Hiệu suất tản nhiệt cao: Độ dẫn nhiệt của nhôm (khoảng 237 W/m · K) cao hơn nhiều so với thép (khoảng 50 W/m · K), giúp pin tiêu tan nhanh khi làm việc và giảm Nguy cơ bỏ chạy nhiệt.
6. Chi phí và kinh tế
• Chi phí vật liệu và chi phí xử lý thấp: Giá nguyên liệu của nhôm là vừa phải và mức tiêu thụ năng lượng xử lý thấp, phù hợp để sản xuất quy mô lớn. Ngược lại, các vật liệu như thép không gỉ đắt hơn.
7. Thiết kế an toàn
• Cơ chế giảm áp: Vỏ nhôm có thể giải phóng áp suất bên trong và tránh nổ trong trường hợp quá tải hoặc chạy nhiệt bằng cách thiết kế các van an toàn, chẳng hạn như cấu trúc lật CID của pin hình trụ.
8. Thực tiễn và tiêu chuẩn hóa ngành công nghiệp
• Vỏ nhôm đã được áp dụng rộng rãi kể từ những ngày đầu của thương mại hóa pin lithium, chẳng hạn như pin 18650 do Sony ra mắt vào năm 1991, tạo thành một chuỗi công nghiệp và tiêu chuẩn kỹ thuật trưởng thành, củng cố hơn nữa vị trí chính của nó.
Luôn có những ngoại lệ. Trong một số kịch bản đặc biệt, vỏ thép cũng được sử dụng:
Trong một số kịch bản với các yêu cầu sức mạnh cơ học cực kỳ cao, chẳng hạn như một số pin điện hoặc ứng dụng môi trường cực đoan, vỏ thép mạ niken có thể được sử dụng, nhưng chi phí là tăng cân và chi phí.
Phần kết luận
Vỏ nhôm đã trở thành một lựa chọn lý tưởng cho vỏ pin lithium do lợi thế toàn diện của chúng như trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn, độ dẫn điện tốt, xử lý dễ dàng, tản nhiệt tuyệt vời và chi phí thấp, hiệu suất cân bằng hoàn hảo, yêu cầu an toàn và kinh tế.
Thời gian đăng: Tháng 2-17-2025
