Por que a caixa de alumínio da bateria automotiva carrega carga positiva? Entenda o princípio em um artigo

A estrutura reticular do metal alumínio é altamente compatível com o tamanho dos íons de lítio, facilitando a formação de ligas de alumínio e lítio com Li ⁺, causando assim corrosão eletroquímica severa. Uma vez incorporado no invólucro de alumínio de uma bateria de lítio, o lítio gerará gradualmente produtos como óxido de lítio e hidróxido de lítio, que reagirão ainda mais com o CO ₂ no ar para produzir substâncias como carbonato de lítio, levando à falha da bateria. Do ponto de vista do potencial, o potencial de inserção de lítio do alumínio é de cerca de 0,3V (vs Li ⁺/Li), que é superior a 0,01-0,2V do eletrodo negativo de grafite. Se o potencial do invólucro de alumínio para novos portadores de energia for baixo, ele inserirá preferencialmente lítio do que grafite, causando corrosão irreversível do invólucro. Portanto, é necessário controlar o potencial do invólucro de alumínio das baterias de lítio acima do potencial de inserção do lítio, a fim de evitar a corrosão pela causa raiz.

Do ponto de vista do potencial do eletrodo padrão, o alumínio tem forte redutibilidade e é facilmente oxidado e dissolvido no ambiente eletrolítico, formando pontos de corrosão que ameaçam seriamente a estrutura e a segurança das baterias. No entanto, o eletrodo positivo das baterias de íon-de lítio tem um potencial alto de 3V-4,5V ou superior durante o carregamento. Com esse potencial, o invólucro de alumínio da bateria de lítio gerará rapidamente uma película de passivação de óxido de alumínio densa, estável e isolante, que pode impedir que o invólucro continue a ser oxidado e dissolvido, alcançando uma operação estável-de longo prazo. Ou seja, colocar o invólucro de alumínio de uma bateria de lítio em um alto potencial positivo pode, na verdade, utilizar o efeito de passivação para obter autoproteção.

Se a bateria LiFePO4 não conduzir com o eletrodo positivo, haverá uma diferença de potencial significativa entre o eletrodo positivo e o invólucro dentro da bateria. Esta diferença de potencial formará uma corrente fraca através do eletrólito, causando microcurtos-circuitos sustentados e autodescargas, o que reduzirá a capacidade da bateria e o ciclo de vida a longo prazo. Depois de conectar as caixas da bateria de alumínio da New Energy ao equipotencial do eletrodo positivo, não há diferença de potencial entre o invólucro e o eletrodo positivo, o que pode reduzir significativamente o vazamento interno e as reações colaterais, melhorar a consistência e a vida útil da bateria e simplificar o monitoramento e lógica de proteção do sistema de gerenciamento de bateria.

Deve-se esclarecer que o invólucro da bateria em si não é "ativamente carregado positivamente", mas está diretamente conectado ao terminal positivo da bateria em seu projeto estrutural, mantendo o mesmo potencial. Este projeto resolve de forma abrangente problemas importantes, como inserção de lítio no invólucro de alumínio de baterias de lítio, corrosão eletroquímica, proteção de passivação e vazamento de diferença de potencial. Ele não apenas aproveita as vantagens do alumínio leve, alta condutividade térmica, fácil moldagem e custo moderado, mas também maximiza a segurança, a confiabilidade e a vida útil da bateria. Esta é também a principal razão pela qual as caixas quadradas de baterias de automóveis EV geralmente adotam esta solução.

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