లిథియం బ్యాటరీలు అల్యూమినియంను షెల్స్‌గా ఎందుకు ఉపయోగిస్తాయి?

అల్యూమినియం షెల్స్‌ను ఉపయోగించటానికి లిథియం బ్యాటరీలకు ప్రధాన కారణాలు ఈ క్రింది అంశాల నుండి వివరంగా విశ్లేషించవచ్చు, అవి తేలికపాటి, తుప్పు నిరోధకత, మంచి వాహకత, మంచి ప్రాసెసింగ్ పనితీరు, తక్కువ ఖర్చు, మంచి వేడి వెదజల్లే పనితీరు మొదలైనవి.

1. తేలికపాటి

• తక్కువ సాంద్రత: అల్యూమినియం యొక్క సాంద్రత సుమారు 2.7 g/cm³, ఇది ఉక్కు కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది సుమారు 7.8 g/cm³. మొబైల్ ఫోన్లు, ల్యాప్‌టాప్‌లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు వంటి అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు తేలికపాటిని అనుసరించే ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో, అల్యూమినియం షెల్స్ మొత్తం బరువును సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తాయి మరియు ఓర్పును మెరుగుపరుస్తాయి.

2. తుప్పు నిరోధకత

• అధిక-వోల్టేజ్ పరిసరాలకు అనుకూలత: టెర్నరీ పదార్థాలు మరియు లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ వంటి లిథియం బ్యాటరీ పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల పని వోల్టేజ్ చాలా ఎక్కువ (3.0-4.5 వి). ఈ సంభావ్యత వద్ద, అల్యూమినియం మరింత తుప్పును నివారించడానికి ఉపరితలంపై దట్టమైన అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ (అల్యో) నిష్క్రియాత్మక ఫిల్మ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. అధిక పీడనంలో ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా స్టీల్ సులభంగా క్షీణిస్తుంది, ఫలితంగా బ్యాటరీ పనితీరు క్షీణత లేదా లీకేజ్ వస్తుంది.

• ఎలక్ట్రోలైట్ అనుకూలత: అల్యూమినియం LIPF₆ వంటి సేంద్రీయ ఎలక్ట్రోలైట్లకు మంచి రసాయన స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంది మరియు దీర్ఘకాలిక ఉపయోగం సమయంలో ప్రతిచర్యకు గురికాదు.

3. వాహకత మరియు నిర్మాణ రూపకల్పన

Collection ప్రస్తుత కలెక్టర్ కనెక్షన్: పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ కరెంట్ కలెక్టర్లకు (అల్యూమినియం రేకు వంటివి) అల్యూమినియం ఇష్టపడే పదార్థం. అల్యూమినియం షెల్ నేరుగా సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌తో అనుసంధానించబడి, అంతర్గత నిర్మాణాన్ని సరళీకృతం చేస్తుంది, నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది మరియు శక్తి ప్రసార సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

• షెల్ కండక్టివిటీ అవసరాలు: కొన్ని బ్యాటరీ డిజైన్లలో, అల్యూమినియం షెల్ ప్రస్తుత మార్గంలో భాగం, స్థూపాకార బ్యాటరీలు, ఇది వాహకత మరియు రక్షణ విధులను కలిగి ఉంటుంది.

4. ప్రాసెసింగ్ పనితీరు

• అద్భుతమైన డక్టిలిటీ: అల్యూమినియం స్టాంప్ చేయడం మరియు సాగదీయడం సులభం, మరియు చతురస్రాకార మరియు సాఫ్ట్-ప్యాక్ బ్యాటరీల కోసం అల్యూమినియం-ప్లాస్టిక్ ఫిల్మ్‌లు వంటి సంక్లిష్ట ఆకృతుల పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఉక్కు గుండ్లు ప్రాసెస్ చేయడం కష్టం మరియు అధిక ఖర్చులు కలిగి ఉంటాయి.

• సీలింగ్ హామీ: అల్యూమినియం షెల్ వెల్డింగ్ టెక్నాలజీ పరిపక్వం చెందుతుంది, లేజర్ వెల్డింగ్ వంటివి, ఇది ఎలక్ట్రోలైట్‌ను సమర్థవంతంగా మూసివేయగలదు, తేమ మరియు ఆక్సిజన్‌ను ఆక్రమించకుండా నిరోధించగలదు మరియు బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగిస్తుంది.

5. థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్

• అధిక వేడి వెదజల్లడం సామర్థ్యం: అల్యూమినియం యొక్క ఉష్ణ వాహకత (సుమారు 237 W/m · K) ఉక్కు (సుమారు 50 W/m · K) కంటే చాలా ఎక్కువ, ఇది బ్యాటరీ పని చేసేటప్పుడు త్వరగా వేడిని వెదజల్లుతుంది మరియు తగ్గించడానికి సహాయపడుతుంది థర్మల్ రన్అవే ప్రమాదం.

6. ఖర్చు మరియు ఆర్థిక వ్యవస్థ

Material తక్కువ పదార్థం మరియు ప్రాసెసింగ్ ఖర్చులు: అల్యూమినియం యొక్క ముడి పదార్థాల ధర మితంగా ఉంటుంది మరియు ప్రాసెసింగ్ శక్తి వినియోగం తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ వంటి పదార్థాలు ఖరీదైనవి.

7. భద్రతా రూపకల్పన

• ప్రెజర్ రిలీఫ్ మెకానిజం: అల్యూమినియం షెల్స్ అంతర్గత ఒత్తిడిని విడుదల చేయగలవు మరియు స్థూపాకార బ్యాటరీల యొక్క CID ఫ్లిప్ స్ట్రక్చర్ వంటి భద్రతా కవాటాలను రూపొందించడం ద్వారా అధిక ఛార్జ్ లేదా థర్మల్ రన్అవే సంభవించినప్పుడు పేలుడును నివారించగలవు.

8. పరిశ్రమ పద్ధతులు మరియు ప్రామాణీకరణ

• లిథియం బ్యాటరీ వాణిజ్యీకరణ యొక్క ప్రారంభ రోజుల నుండి అల్యూమినియం షెల్స్ విస్తృతంగా స్వీకరించబడ్డాయి, 1991 లో సోనీ ప్రారంభించిన 18650 బ్యాటరీ వంటి పరిపక్వ పారిశ్రామిక గొలుసు మరియు సాంకేతిక ప్రమాణాలను ఏర్పరుస్తాయి, దాని ప్రధాన స్రవంతి స్థానాన్ని మరింత ఏకీకృతం చేస్తాయి.

ఎల్లప్పుడూ మినహాయింపులు ఉన్నాయి. కొన్ని ప్రత్యేక దృశ్యాలలో, ఉక్కు షెల్స్ కూడా ఉపయోగించబడతాయి:

కొన్ని పవర్ బ్యాటరీలు లేదా విపరీతమైన పర్యావరణ అనువర్తనాలు వంటి చాలా ఎక్కువ యాంత్రిక బలం అవసరాలతో కొన్ని దృశ్యాలలో, నికెల్-పూతతో కూడిన స్టీల్ షెల్స్ ఉపయోగించవచ్చు, కాని ఖర్చు పెరిగిన బరువు మరియు ఖర్చు.

ముగింపు

తక్కువ బరువు, తుప్పు నిరోధకత, మంచి వాహకత, సులభమైన ప్రాసెసింగ్, అద్భుతమైన వేడి వెదజల్లడం మరియు తక్కువ ఖర్చు, సంపూర్ణ సమతుల్య పనితీరు, భద్రత మరియు ఆర్థిక అవసరాలు వంటి సమగ్ర ప్రయోజనాల కారణంగా అల్యూమినియం షెల్స్ లిథియం బ్యాటరీ షెల్స్‌కు అనువైన ఎంపికగా మారాయి.