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锂离子电池外壳用铝壳好还是钢壳好呢?

钜大LARGE  |  点击量:4072次  |  2020年09月04日  

锂离子电池外壳重要分为硬壳(钢壳、铝壳、镀镍铁壳等)和软包(铝塑膜)两种。锂离子电池外壳现在市面上最畅销的是铝合金外壳,铝合金也是金属类型中的一种。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好。


随着实际应用的要,对锂离子电池的能量密度、安全和循环寿命提出了更高的要求,除使用高比能量的电极材料外,降低电池壳体结构件的质量、提高其强度和散热性能,是提升电池性能的重要途径之一。


锂离子电池铝壳比钢壳好。虽然铝壳价格比钢壳成本略高、但资源供应丰富、建设规模大、工艺先进、环境影响小、节能减排、盈利能力高。但是钢壳性能优越,抗冲击力大、从市场、技术、经济、工程等角度的调查研究和分析比较,仍会在未来市场占主导地位。钢壳的不安全容量也不高,因为钢壳一旦短路的话,会爆炸的,铝壳就不会有这种情况,铝壳的电芯上面都有一个防爆孔的。而且铝壳的容量还高,现在的锂离子电池都是用铝壳的。


早期方形锂离子电池大多为钢壳,多用于手机电池,后由于钢壳重量比能量低,且安全性差,逐步被铝壳和软包装锂离子电池所替代。但在柱式锂离子电池当中,有另外一种景象,绝大部分锂离子电池厂商都以钢材作为电池外壳材质。


铝壳是一种用铝合金材料制造出来的锂离子电池外壳,重要应用于方型锂离子电池上,锂离子电池采用铝壳包装的原因在于它的轻重量与比钢壳更安全上。铝壳合金材料构造有着显著的安全性能考虑,这种安全性能可以用材质厚度与鼓胀系数来表示。


同样容量的锂离子电池之所以比钢壳的轻,就是因为铝壳可以做的更薄。从锂离子电池的工作机理来看,充电时,锂离子脱嵌,正极体积膨胀;放电时,锂离子从正极嵌入,负极膨胀;都会造成实体膨胀,通过适当的合金配方可以降低鼓胀系数。


锂离子电池铝壳、钢壳、塑料壳各有利弊,不能简单评判,看使用场合,看评判标准。铝壳锂离子电池能量密度高于塑壳,铝壳本身因为是金属壳体要做绝缘处理;塑料壳本身具有绝缘性能,端盖极柱处处理简单,pack时也比较方便,但其能量密度比铝壳低。


正因为锂离子电池铝壳具备上述相对优势,所以,铝壳锂离子电池是目前液态锂离子电池的主流,几乎应用于锂离子电池涉及到的所有领域。轻重量和安全性以及由此而来的性能优点,使得锂离子电池铝壳成为外壳的主流,锂离子电池铝壳目前还在向高硬度和轻重量的技术上演进,这将会为市场供应技术更加优越的锂离子电池产品。


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