鋁殼合金對(duì)鋰離子電池性能的影響

核心提示:鋁殼合金鋰離子電池對(duì)電池性能的影響是目前廣泛使用的鋰離子電池，它的主要特點(diǎn)是比能量和設(shè)計(jì)靈活性高，現(xiàn)在與其他系統(tǒng)相比

鋁殼合金對(duì)鋰離子電池性能的影響

目前，鋰離子電池應(yīng)用廣泛，其主要特點(diǎn)是能量高、設(shè)計(jì)靈活。與其他電池相比，鋰離子電池占便攜式電池[1]銷售價(jià)值的63%。這就是為什么人們特別重視鋰離子電池在其基本原理和應(yīng)用上的[2]。其中鋁殼鋰離子電池應(yīng)用較多，現(xiàn)在鋁殼鋰離子電池主要有方角和圓角兩種。鋁殼材料一般為鋁錳合金。它包含的主要合金成分是Mn, Cu, Mg, Si, Fe。這些部件的主要作用如下:Cu和Mg提高了強(qiáng)度和硬度，特別是可以使鋁合金具有時(shí)效硬化的特性，使其經(jīng)過(guò)處理后可以顯著增強(qiáng);Mn主要提高耐腐蝕性;硅對(duì)含鎂鋁合金熱處理的強(qiáng)化作用Fe可以提高高溫[3]的強(qiáng)度。合金含量對(duì)電池外殼的影響不同。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，銅、鎂含量的提高會(huì)提高電池外殼的強(qiáng)度和硬度，抵抗電池的膨脹，進(jìn)而影響電池的性能。以053450A/860方角鋁殼鋰離子電池為研究對(duì)象，研究分析了殼合金含量對(duì)電池及其性能的影響。1實(shí)驗(yàn)1.1生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)電池053450A/860電池，外殼壁厚0.25mm，外觀厚度5.0mm，最大偏差不超過(guò)0.05mm。這種電池的生產(chǎn)工藝比較成熟，電池外殼中間又薄又厚，入殼的芯部適度緊實(shí)，因此以電池外殼材料組成為例進(jìn)行說(shuō)明。表1顯示了鋁的三種不同合金成分。這三種材料分別做了100個(gè)外殼，每個(gè)材料外殼的編碼分別是053450A1、053450A2、053450A3。每個(gè)殼體取50個(gè)進(jìn)行材料性能測(cè)試，分別測(cè)量材料的硬度和溶脹度。三種合金成分的鋁殼硬度分別為46.78、52.36和61.49HV。殼腫脹度分別為0.98、0.75、0.61mm。硬度計(jì)采用維氏硬度計(jì)。測(cè)量前應(yīng)選擇相對(duì)光滑、平整的殼壁，否則會(huì)影響測(cè)量值。將相同的氣壓注入注入孔，在相同的位置測(cè)量相同的膨脹量，對(duì)電池殼體進(jìn)行密封時(shí)，材料的膨脹量實(shí)驗(yàn)是值得的。表2為所測(cè)100個(gè)電池外殼外形尺寸的均勻值?？梢钥闯觯瑲んw的外形尺寸基本一致。按正常生產(chǎn)工藝，涂布正片和負(fù)片并壓平，保證壓平厚度相同，并切成寬度相同的小塊。一個(gè)16微米的隔膜是用同樣大小的線圈纏繞的。在注入過(guò)程中注入等量的電解液，在老化庫(kù)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化、分選和老化?？傊?，確保150個(gè)實(shí)驗(yàn)電池以同樣的方式包裝和執(zhí)行。老化后成品電池均勻厚度分別為5.20、5.14、5.10mm，均勻膨脹系數(shù)分別為1.038、1.024、1.018。