Għaliex il-batteriji tal-litju jużaw l-aluminju bħala qxur?

Ir-raġunijiet ewlenin għaliex il-batteriji tal-litju jużaw qxur tal-aluminju jistgħu jiġu analizzati fid-dettall mill-aspetti li ġejjin, jiġifieri ħfief, reżistenza għall-korrużjoni, konduttività tajba, prestazzjoni tajba fl-ipproċessar, spiża baxxa, prestazzjoni tajba ta' dissipazzjoni tas-sħana, eċċ.

1. Ħfief

• Densità baxxa: Id-densità tal-aluminju hija madwar 2.7 g/cm³, li hija sinifikament inqas minn dik tal-azzar, li hija madwar 7.8 g/cm³. F'apparati elettroniċi li jfittxu densità għolja ta' enerġija u ħfief, bħal telefowns ċellulari, laptops, u vetturi elettriċi, il-qxur tal-aluminju jistgħu jnaqqsu b'mod effettiv il-piż ġenerali u jtejbu r-reżistenza.

2. Reżistenza għall-korrużjoni

• Adattabilità għal ambjenti ta' vultaġġ għoli: Il-vultaġġ tax-xogħol tal-materjali tal-elettrodi pożittivi tal-batterija tal-litju, bħal materjali ternarji u ossidu tal-litju u l-kobalt, huwa relattivament għoli (3.0-4.5V). F'dan il-potenzjal, l-aluminju jifforma film dens ta' passivazzjoni tal-ossidu tal-aluminju (Al₂O₃) fuq il-wiċċ biex jipprevjeni aktar korrużjoni. L-azzar jiġi faċilment imsaddad mill-elettrolit taħt pressjoni għolja, li jirriżulta f'degradazzjoni jew tnixxija tal-prestazzjoni tal-batterija.

• Kompatibilità mal-elettroliti: L-aluminju għandu stabbiltà kimika tajba għall-elettroliti organiċi, bħal LiPF₆, u mhuwiex suxxettibbli għal reazzjoni waqt użu fit-tul.

3. Konduttività u disinn strutturali

• Konnessjoni tal-kollettur tal-kurrent: L-aluminju huwa l-materjal preferut għall-kolletturi tal-kurrent tal-elettrodu pożittiv (bħal fojl tal-aluminju). Il-qoxra tal-aluminju tista' tkun konnessa direttament mal-elettrodu pożittiv, tissimplifika l-istruttura interna, tnaqqas ir-reżistenza, u ttejjeb l-effiċjenza tat-trażmissjoni tal-enerġija.

• Rekwiżiti tal-konduttività tal-qoxra: F'xi disinji ta' batteriji, il-qoxra tal-aluminju hija parti mill-mogħdija tal-kurrent, bħal batteriji ċilindriċi, li għandha kemm funzjonijiet ta' konduttività kif ukoll ta' protezzjoni.

4. Il-prestazzjoni tal-ipproċessar

• Duttilità eċċellenti: L-aluminju huwa faċli biex jiġi ttimbrat u mġebbed, u huwa adattat għall-produzzjoni fuq skala kbira ta' forom kumplessi, bħal films tal-aluminju-plastik għal batteriji kwadri u soft-pack. Il-qxur tal-azzar huma diffiċli biex jiġu pproċessati u għandhom spejjeż għoljin.

• Garanzija tas-siġillar: It-teknoloġija tal-iwweldjar tal-qoxra tal-aluminju hija matura, bħall-iwweldjar bil-lejżer, li tista' tissiġilla b'mod effettiv l-elettrolit, tipprevjeni l-umdità u l-ossiġnu milli jinvadu, u testendi l-ħajja tal-batterija.

5. Ġestjoni termali

• Effiċjenza għolja ta' dissipazzjoni tas-sħana: Il-konduttività termali tal-aluminju (madwar 237 W/m·K) hija ħafna ogħla minn dik tal-azzar (madwar 50 W/m·K), li tgħin lill-batterija biex tneħħi s-sħana malajr meta taħdem u tnaqqas ir-riskju ta' ħruġ termali.

6. Spiża u ekonomija

• Spejjeż baxxi tal-materjal u tal-ipproċessar: Il-prezz tal-materja prima tal-aluminju huwa moderat, u l-konsum tal-enerġija tal-ipproċessar huwa baxx, li huwa adattat għal produzzjoni fuq skala kbira. B'kuntrast, materjali bħall-istainless steel huma aktar għaljin.

7. Disinn tas-sigurtà

• Mekkaniżmu ta' serħan mill-pressjoni: Il-qxur tal-aluminju jistgħu jirrilaxxaw il-pressjoni interna u jevitaw splużjoni f'każ ta' ċċarġjar żejjed jew ħarba termali billi jiddisinjaw valvi tas-sigurtà, bħall-istruttura CID flip tal-batteriji ċilindriċi.

8. Prattiki tal-industrija u standardizzazzjoni

• Il-qxur tal-aluminju ġew adottati b'mod wiesa' sa mill-bidu tal-kummerċjalizzazzjoni tal-batteriji tal-litju, bħall-batterija 18650 imnedija minn Sony fl-1991, u ffurmaw katina industrijali matura u standards tekniċi, u kkonsolidaw aktar il-pożizzjoni mainstream tagħhom.

Dejjem hemm eċċezzjonijiet. F'xi xenarji speċjali, jintużaw ukoll qxur tal-azzar:

F'xi xenarji b'rekwiżiti ta' saħħa mekkanika estremament għoljin, bħal xi batteriji tal-enerġija jew applikazzjonijiet ta' ambjent estrem, jistgħu jintużaw qxur tal-azzar miksijin bin-nikil, iżda l-ispiża hija żieda fil-piż u l-ispiża.

Konklużjoni

Il-qxur tal-aluminju saru għażla ideali għall-qxur tal-batteriji tal-litju minħabba l-vantaġġi komprensivi tagħhom bħal piż ħafif, reżistenza għall-korrużjoni, konduttività tajba, ipproċessar faċli, dissipazzjoni eċċellenti tas-sħana u spiża baxxa, li jibbilanċjaw perfettament il-prestazzjoni, is-sigurtà u r-rekwiżiti ekonomiċi.