لماذا تستخدم بطاريات الليثيوم الألومنيوم كقذائف؟

لماذا تستخدم بطاريات الليثيوم الألومنيوم كقذائف؟

يمكن تحليل الأسباب الرئيسية لبطاريات الليثيوم لاستخدام قذائف الألومنيوم بالتفصيل من الجوانب التالية ، وهي خفيفة الوزن ، ومقاومة التآكل ، والتوصيل الجيد ، وأداء المعالجة الجيد ، والتكلفة المنخفضة ، وأداء تبديد الحرارة الجيد ، وما إلى ذلك.

1. خفيفة الوزن

• الكثافة المنخفضة: تبلغ كثافة الألومنيوم حوالي 2.7 جم/سم ، وهي أقل بكثير من الكثافة من الصلب ، والتي تبلغ حوالي 7.8 جم/سم مكعب. في الأجهزة الإلكترونية التي تتابع كثافة الطاقة العالية والوزن الخفيف ، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والسيارات الكهربائية ، يمكن أن تقلل قذائف الألومنيوم بشكل فعال من الوزن الكلي وتحسين القدرة على التحمل.

2. مقاومة التآكل

• القدرة على التكيف مع بيئات الجهد العالي: الجهد العامل لمواد قطب ليثيوم إيجابية ، مثل المواد الثلاثية وأكسيد الكوبالت الليثيوم ، مرتفع نسبيًا (3.0-4.5 فولت). في هذه الإمكانات ، سيشكل الألومنيوم فيلم تخميل كثيف من أكسيد الألومنيوم (AL₂O₃) على السطح لمنع مزيد من التآكل. يتم تآكل الصلب بسهولة عن طريق المنحل بالكهرباء تحت الضغط العالي ، مما يؤدي إلى تدهور أداء البطارية أو تسرب.

• توافق المنحل بالكهرباء: يتمتع الألومنيوم باستقرار كيميائي جيد للكهرباء العضوية ، مثل Lipf₆ ، وليس عرضة للتفاعل أثناء الاستخدام على المدى الطويل.

3. الموصلية والتصميم الهيكلي

• اتصال المجمع الحالي: الألومنيوم هو المادة المفضلة لهواة جمع تيار القطب الإيجابي (مثل رقائق الألومنيوم). يمكن توصيل قشرة الألومنيوم مباشرة بالقطب الإيجابي ، مما يبسيط الهيكل الداخلي ، وتقليل المقاومة ، وتحسين كفاءة نقل الطاقة.

• متطلبات الموصلية الصدفة: في بعض تصميمات البطارية ، تعد قشرة الألومنيوم جزءًا من المسار الحالي ، مثل البطاريات الأسطوانية ، التي لها وظائف الموصلية والحماية.

4. معالجة الأداء

• ليونة ممتازة: من السهل ختم الألومنيوم والتمديد ، وهو مناسب للإنتاج على نطاق واسع من الأشكال المعقدة ، مثل أفلام الألومنيوم البلاستيكية للبطاريات المربعة واللطاعة. من الصعب معالجة قذائف الصلب ولديها تكاليف عالية.

• ضمان الختم: تنضج تقنية لحام قذيفة الألومنيوم ، مثل اللحام بالليزر ، والتي يمكن أن تغلق بشكل فعال المنحل بالكهرباء ، وتمنع الرطوبة والأكسجين من الغزو ، وتمديد عمر البطارية.

5. الإدارة الحرارية

• كفاءة تبديد الحرارة العالية: الموصلية الحرارية للألمنيوم (حوالي 237 واط/م · ك) أعلى بكثير من الصلب (حوالي 50 واط/م) ، مما يساعد البطارية على تبديد الحرارة بسرعة عند العمل وتقليل خطر الهروب الحراري.

6. التكلفة والاقتصاد

• انخفاض تكاليف المواد والمعالجة: سعر المواد الخام للألمنيوم معتدلة ، واستهلاك الطاقة المعالجة منخفض ، وهو مناسب للإنتاج على نطاق واسع. في المقابل ، فإن مواد مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر تكلفة.

7. تصميم السلامة

• آلية تخفيف الضغط: يمكن أن تطلق قذائف الألومنيوم ضغطًا داخليًا وتجنب الانفجار في حالة التكلفة الزائدة أو الهاربة الحرارية عن طريق تصميم صمامات الأمان ، مثل بنية Flip CID للبطاريات الأسطوانية.

8. ممارسات الصناعة والتوحيد

• تم اعتماد قذائف الألومنيوم على نطاق واسع منذ الأيام الأولى لتسويق بطارية الليثيوم ، مثل بطارية 18650 التي أطلقتها Sony في عام 1991 ، وتشكيل سلسلة صناعية ناضجة ومعايير تقنية ، وزيادة توحيد موقعها الرئيسي.

هناك دائما استثناءات. في بعض السيناريوهات الخاصة ، يتم استخدام قذائف الصلب أيضًا:

في بعض السيناريوهات ذات متطلبات القوة الميكانيكية العالية للغاية ، مثل بعض بطاريات الطاقة أو تطبيقات البيئة القصوى ، يمكن استخدام قذائف الصلب المطلية بالنيكل ، ولكن التكلفة تزيد الوزن والتكلفة.

خاتمة

أصبحت قذائف الألومنيوم خيارًا مثاليًا لقذائف بطارية الليثيوم نظرًا لمزاياه الشاملة مثل الوزن الخفيف ، ومقاومة التآكل ، والتوصيل الجيد ، والمعالجة السهلة ، وتبديد الحرارة الممتاز ، والتكلفة المنخفضة ، وموازنة الأداء بشكل مثالي ، والسلامة والمتطلبات الاقتصادية.


وقت النشر: فبراير -17-2025

قائمة الأخبار