锂离子电池外壳材质是采用钢壳好还是铝壳好电子五金
锂离子电池的外壳材料一般有铝和钢两种类型,这种材料制作出来的锂离子电池外壳各有特点,那么到底哪种更好呢?
一、铝壳
铝壳是一种用铝合金材料制造出来的电池外壳,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。
铝壳设计有方角和圆角两种,铝壳的材质一般为铝锰合金,它含有的重要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等,这五种合金在锂离子电池铝壳中发挥着不同的用途,如Cu和Mg是提高强度与硬度,Mn提高耐腐蚀性,Si能增强含镁铝合金的热处理效果,Fe可以提高高温强度。
二、钢壳
但在柱式锂离子电池当中,有另外一种景象,绝大部分厂商都以钢材作为电池外壳材质,因为钢质材料的物理稳定性,抗压力远远高于铝壳材质,在各个厂家的设计结构优化后,安全装置已经放置在电池芯内部,钢壳柱式电池的安全性已经达到了一个新的高度,目前绝大部分的笔记型电脑电池的电芯均以钢壳作为载体的。
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,绝大部分厂商都以钢材作为电池外壳材质。
电池钢壳要具备一定的防腐蚀性能和抗高温特点,这些关于钢壳产品的使用也有很大的影响,用户平时在使用钢壳产品的过程中,假如产品的防腐蚀能力不高,或者是关于高温环境没有抵抗能力,都会降低钢壳产品的应用情况,所以在选用钢壳产品时,要符合最基本的制作要求。
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。
锂离子电池钢壳缺陷
电池钢壳缺陷出现是多方面的,有的是原材料表面及内部缺陷造成的,有的是冲压加工方面造成的缺陷,而材料表面质量受出厂时的表面质量,以及受中间加工配送环节、仓储及使用条件的影响。
1、拉丝
在钢壳上呈现一条或多条贯穿整个钢壳的肉眼可见的线状缺陷。
2、擦伤
在锂离子电池钢壳上呈现∪形不开口状,这种擦伤缺陷由电池钢带表面擦伤引起,能在对应的钢带表面找到擦伤痕迹。按照程度区分可分为浅度擦伤和深度划伤。其中,深度划伤有时会导致电池壳开裂的现象,而这种缺陷往往会被判为砂眼缺陷。
3、点状凹坑
在钢壳上呈现不规则状点状凹坑,往往被误判为砂眼缺陷。
4、砂眼
在使用电池壳钢的生产过程中,典型的缺陷是砂眼缺陷。出现砂眼的原因可以分为钢板表面缺陷、钢质夹杂以及用户模具维护及后工序镀镍方面的原因。
总结: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。
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