Litiumjonbatteriväska Materialval: En jämförelse mellan aluminium- och stålhöljen

Under utvecklingen av litiumjonbatterier har höljesmaterial utvecklats från stål till aluminium till mjuka förpackningar. Fodral ger inte bara mekaniskt skydd utan påverkar också direkt batterisäkerhet, energitäthet och livslängd. För närvarande är stål och aluminium de två vanligaste materialen som används i branschen. Eftersom kraven på batteriprestanda fortsätter att öka i nya energifordon, energilagring och konsumentelektronik, har aluminiumhöljen för litiumjonbatterier blivit ett fokus för marknadens uppmärksamhet.

 

 

 

 

Stålhöljen, det vanliga materialet för tidiga batterihöljen, erbjuder utmärkt tryck- och mekanisk styrka. Stålhöljen används fortfarande i stor utsträckning, särskilt i cylindriska batterier, på grund av deras fysiska stabilitet och höga slagtålighet. De flesta bärbara datorer och vissa batterier använder fortfarande stålfodral som en skyddande struktur.

 

Stålhöljda batterier har dock vissa nackdelar:

 

Högre massa ger lägre energitäthet.

 

Högre värmeutvidgningskoefficienter ökar säkerhetsriskerna vid interna kortslutningar.

 

Defekter som snörning, repor, gropar och pinholes genereras lätt under bearbetningen, vilket påverkar konsistensen och tillförlitligheten hos den färdiga produkten.

 

Därför, medan stålhöljen erbjuder kostnadsfördelar och mekanisk styrka, tappar de gradvis mark när det gäller lättvikt och säkerhet.

 

 

Jämfört med stålhöljen är batterihöljen i aluminium lättare, vilket avsevärt minskar batterivikten och ökar specifik energi för samma kapacitet. Aluminiumlegeringar har en lägre värmeutvidgningskoefficient än stål, vilket minskar risken för explosion vid en intern kortslutning och förbättrar säkerheten. Detta är en viktig orsak till att aluminiumhöljen med litiumceller används i stor utsträckning i nya energifordon och energilagringsbatterier.

 

 

Lättvikt:Aluminiumhöljen kan göras tunnare än stålhöljen, vilket minskar den totala vikten.

Säkerhet:En lämplig legeringsformulering minskar expansionskoefficienten, vilket minskar riskerna förknippade med volymexpansion under laddnings- och urladdningscykler.

Korrosionsbeständighet:Aluminium ger överlägsen korrosionsbeständighet jämfört med vanligt stål, vilket gör det lämpligt för långvarig användning.

Formbarhet:I prismatiska cellhöljen och prismatiska aluminiumhöljen uppvisar aluminiumhöljen utmärkta stämplings- och dragegenskaper.

 

 

 

 

För närvarande använder de flesta prismatiska batterier och energilagringsbatterier aluminiumhöljen. 3003-H14-aluminiumhöljen används vanligtvis för kraftcellshöljen och erbjuder utmärkt styrka och korrosionsbeständighet. I applikationer för litiumjärnfosfatbatterier har LFP-batterialuminiumhöljen också blivit ett vanligt val, vilket balanserar säkerhet och kostnadseffektivitet.

 

 

 

 

När det gäller materialval erbjuder aluminiumhöljen fördelar i lättvikt och säkerhet, medan stålhöljen fortfarande har en marknadsandel i vissa cylindriska battericeller på grund av deras styrka och kostnadsfördelar. Framtida applikationstrender kan vara:

 

Tillämpningar som kräver hög energitäthet och säkerhet (som nya energifordon och energilagringssystem) kommer att prioritera aluminiumhöljen för litiumjonbatterier.

Tillämpningar som kräver hög mekanisk hållfasthet (som viss hemelektronik och cylindriska batterier) kommer fortfarande att ha utrymme för stålhöljen.

 

 

Total,aluminiumhushåller på att gradvis ersätta stålhöljen i kraft- och energilagringsbatterier, vilket blir den framtida trenden. Batterihöljen i aluminium förbättrar inte bara säkerheten och energitätheten utan stämmer också överens med industritrender mot energibesparing, utsläppsminskning och lättvikt. Med framsteg inom processteknik och expansionen av storskalig tillverkning, kommer prismatiska aluminiumhöljen och packaluminiumhöljen att fortsätta att expandera i nya energifordon och energilagring, medan stålhöljen sannolikt kommer att fortsätta att uppta en viss del av battericellsmarknaden.