Liitium{0}}ioonaku korpuse materjali valik: alumiinium- ja teraskorpuste võrdlus

Liitium{0}}ioonakude arendamise käigus on korpuse materjalid arenenud terasest alumiiniumist pehmeteks pakenditeks. Korpused ei paku mitte ainult mehaanilist kaitset, vaid mõjutavad otseselt ka aku ohutust, energiatihedust ja tsükli eluiga. Praegu on teras ja alumiinium kaks kõige levinumat materjali tööstuses. Kuna uute energiasõidukite, energiasalvestite ja olmeelektroonika akude jõudlusnõuded kasvavad jätkuvalt, on liitium{4}}ioonakude alumiiniumist korpused muutunud turu tähelepanu keskpunktiks.

 

 

 

 

Terasest kestad, mis on peamine varajase akukorpuse materjal, pakuvad suurepärast surve- ja mehaanilist tugevust. Terasest korpused on nende füüsilise stabiilsuse ja suure löögikindluse tõttu laialdaselt kasutusel, eriti silindrilistes akudes. Enamik sülearvuteid ja mõned toiteakud kasutavad kaitsekonstruktsioonina endiselt terasest korpuseid.

 

Terasest{0}}korpusega akudel on aga teatud puudusi:

 

Suurem mass toob kaasa väiksema energiatiheduse.

 

Kõrgemad soojuspaisumistegurid suurendavad ohutusriske sisemiste lühiste korral.

 

Töötlemisel tekivad kergesti defektid, nagu nöörid, kriimud, augud ja augud, mis mõjutavad valmistoote konsistentsi ja töökindlust.

 

Seega, kuigi terasest korpused pakuvad kulueeliseid ja mehaanilist tugevust, kaotavad need järk-järgult kerge kaalu ja ohutuse osas.

 

 

Terasest korpusega võrreldes on alumiiniumist akukorpused kergemad, vähendades oluliselt aku kaalu ja suurendades sama mahutavuse erienergiat. Alumiiniumsulamitel on terasest madalam soojuspaisumistegur, mis vähendab plahvatusohtu sisemise lühise korral ja parandab ohutust. See on peamine põhjus, miks liitiumelemendiga alumiiniumist korpuseid kasutatakse laialdaselt uutes energiasõidukites ja energiasalvestusakudes.

 

 

Kerge:Alumiiniumümbriseid saab muuta terasest korpustest õhemaks, vähendades seeläbi kogukaalu.

Ohutus:Sobiv sulami koostis vähendab paisumistegurit, vähendades laadimis- ja tühjendustsüklite ajal mahu suurenemisega seotud riske.

Korrosioonikindlus:Alumiinium pakub tavalise terasega võrreldes paremat korrosioonikindlust, mistõttu sobib see pikaajaliseks-kasutamiseks.

Vormitavus:Prismakorpustes ja alumiiniumist prismakarpides on alumiiniumkorpustel suurepärased stantsimis- ja tõmbeomadused.

 

 

 

 

Praegu kasutavad enamik prismalisi toitepatareisid ja energiasalvestusakusid alumiiniumkorpustega. 3003-H14 alumiiniumkorpusi kasutatakse tavaliselt toiteelementide korpuste jaoks, mis pakuvad suurepärast tugevust ja korrosioonikindlust. Liitiumraudfosfaatpatareide rakendustes on LFP akude alumiiniumist korpused muutunud samuti populaarseks valikuks, mis tasakaalustab ohutuse ja kulutasuvuse{3}}.

 

 

 

 

Materjalivaliku osas pakuvad alumiiniumkorpused eeliseid kergekaalulisuse ja ohutuse osas, samas kui terasest korpused säilitavad oma tugevuse ja kulueeliste tõttu siiski turuosa mõningates silindrilistes akuelementides. Tulevased rakendustrendid võivad olla järgmised:

 

Suurt energiatihedust ja ohutust nõudvad rakendused (nagu uued energiasõidukid ja energiasalvestussüsteemid) eelistavad liitium{0}}ioonakude jaoks alumiiniumkorpusi.

Suurt mehaanilist tugevust nõudvates rakendustes (nagu teatud tarbeelektroonika ja silindrilised akud) on endiselt ruumi terasest korpustele.

 

 

Üldiseltalumiiniumist korpusedasendavad järk-järgult toite- ja energiasalvestusakude teraskorpused, muutudes tulevikutrendiks. Alumiiniumist patareikorpused mitte ainult ei paranda ohutust ja energiatihedust, vaid vastavad ka tööstusharu energiasäästu, heitkoguste vähendamise ja kergendamise suundumustele. Protsessitehnoloogia edusammude ja suuremahulise{2}}tootmise laienemisega jätkavad alumiiniumist prismaatilised korpused ja alumiiniumist korpused uute energiasõidukite ja energiasalvestite turule toomist, samas kui terasest korpused hõivavad tõenäoliselt jätkuvalt teatud osa akuelementide turust.