自動車用バッテリーのアルミニウムケースがプラスの電荷を帯びるのはなぜですか? 1つの記事で原理を理解する

アルミニウム金属の格子構造はリチウムイオンのサイズと高度に一致しているため、Li ⁺ とのリチウムアルミニウム合金の形成が容易であり、それによって深刻な電気化学腐食を引き起こします。リチウム電池のアルミニウムシェルにリチウムが埋め込まれると、酸化リチウムや水酸化リチウムなどの生成物が徐々に生成され、さらに空気中のCO 2 と反応して炭酸リチウムなどの物質が生成され、最終的に電池の故障につながります。電位の観点から見ると、アルミニウムのリチウム挿入電位は約 0.3V (vs Li +/Li) であり、黒鉛負極の 0.01 ～ 0.2V よりも高くなります。新しいエネルギーキャリアとしてのアルミニウムケースの可能性が低い場合、グラファイトよりもリチウムが優先的に挿入され、シェルの不可逆的な腐食を引き起こします。したがって、根本的な原因からの腐食を防ぐために、リチウム電池のアルミニウムシェル電位をリチウム挿入電位よりも高く制御する必要があります。

標準電極電位の観点から見ると、アルミニウムは強い還元性を持ち、電解液環境中で容易に酸化および溶解し、電池の構造と安全性を大きく脅かす腐食点を形成します。ただし、リチウム-イオン電池の正極は充電中、3V-4.5V 以上の高電位になります。この電位では、リチウム電池のアルミニウムケースは緻密で安定した絶縁性の酸化アルミニウム不動態膜を急速に生成し、シェルの酸化と溶解が続くのを防ぎ、長期安定した動作を実現します。-つまり、リチウム電池のアルミニウムケースを高い正電位に置くと、実際に不動態化効果を利用して自己保護を実現できます。

LiFePO4 バッテリー パックが正極と導通しない場合、正極とバッテリー内部のシェルの間に大きな電位差が生じます。この電位差により電解液に微弱な電流が形成され、微小短絡や自己放電が継続して発生し、長期的にはバッテリー容量とサイクル寿命が低下します。 New Energy アルミニウム バッテリー ケースを正極の等電位に接続すると、シェルと正極の間に電位差がなくなり、内部漏れと副反応が大幅に減少し、バッテリーの一貫性と耐用年数が向上し、バッテリー管理システムの監視と保護ロジックが簡素化されます。

バッテリーシェル自体は「積極的に正に帯電」しているのではなく、構造設計上バッテリーのプラス端子に直接接続されており、同じ電位を維持していることを明確にする必要があります。この設計は、リチウム電池のアルミニウムシェルへのリチウム挿入、電気化学的腐食、不動態化保護、電位差漏れなどの主要な問題を包括的に解決します。軽量アルミニウム、高い熱伝導率、容易な成形、適度なコストの利点を活用するだけでなく、バ​​ッテリーの安全性、信頼性、寿命も最大化します。これは、四角形の EV 車のバッテリー ハウジングにこのソリューションが一般的に採用される主な理由でもあります。

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