锂电池外壳用什么材料好_锂电池外壳有哪些种类

为什么外壳材料决定电池性能与安全？

锂电池外壳既是“盔甲”也是“散热片”。**材料选错，轻则容量衰减，重则热失控**。行业数据显示，**铝壳电池失效率比钢壳低37%**，但成本高出约18%。如何权衡？

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主流材料横向对比：铝、钢、塑料谁更优？

铝壳：轻量化首选

• **密度仅2.7g/cm³**，比钢轻65%，适合无人机、电动两轮车
• **导热系数237W/m·K**，散热快，降低热积聚风险
• 缺点：硬度低，跌落测试易凹陷，需加筋设计

钢壳：高能量密度的“保险箱”

• **抗拉强度≥340MPa**，可承受20MPa内部压力
• 镀镍后耐电解液腐蚀，循环寿命提升15%
• 重量劣势：同容量电池组增重30%，特斯拉4680已逐步替换为铝壳

塑料壳：成本杀手的双刃剑

• PC/ABS注塑成本比铝冲压低40%，用于充电宝、蓝牙耳机
• **阻燃等级需达UL94 V-0**，否则高温下软化变形
• 导热差，需额外贴石墨片，空间利用率下降12%

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锂电池外壳有哪些种类？从结构到工艺一次看懂

圆柱壳：18650到4680的进化

**18650钢壳厚度0.25mm→4680铝壳减至0.15mm**，能量密度提升10%。但4680的**激光焊缝长度增加3倍**，对密封性提出更高要求。

方形铝壳：刀片电池的颠覆设计

比亚迪刀片电池采用**600mm超长铝壳**，取消模组直接集成到电池包。**铝壳拉伸深度达50mm**，需用3000吨冲压机一次成型。

软包铝塑膜：能量密度的天花板

铝塑膜厚度仅**0.08mm（钢壳的1/5）**，但**穿刺强度只有铝壳的1/20**。蔚来ET7的半固态电池采用**双层铝塑膜+PI补强**，兼顾轻量与安全。

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选材决策树：3步锁定最佳方案

Step1：定义应用场景

• 消费电子：优先塑料壳（如TWS耳机）
• 动力电池：铝壳（乘用车）或钢壳（商用车）

Step2：计算能量密度需求

• ＞300Wh/kg：软包铝塑膜
• 180-250Wh/kg：方形铝壳
• ＜150Wh/kg：钢壳圆柱

Step3：验证安全冗余

• 针刺测试：钢壳通过率95%，铝壳需加防爆阀
• 跌落测试：塑料壳需1.5米高度无裂缝

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2024年技术风向标

镁合金壳体：减重再突破

宁德时代实验室测试**AZ91D镁合金壳体**，密度1.8g/cm³，比铝轻33%。需解决**电化学腐蚀问题**，通过微弧氧化涂层可提升耐蚀性5倍。

复合注塑：塑料+金属的混血方案

将**0.1mm不锈钢纤维嵌入PPS塑料**，EMC屏蔽效能达60dB，已用于宝马iX的12V锂电池外壳。

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常见误区答疑

Q：铝壳一定比钢壳安全？

A：不一定。**铝壳在热失控时熔点660℃**，可能提前破裂释放能量；钢壳熔点1500℃反而能“憋住”气体，但爆炸威力更大。关键看**泄压阀设计**。

Q：塑料壳能否用于汽车？

A：目前仅限12V辅助电池。**高压动力电池需通过GB 38031-2020的挤压测试**，塑料壳难以达标。

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供应链避坑指南

• 铝壳供应商：优先选择**具有深拉伸专利的厂商**（如科达利、和胜股份）
• 钢壳镀镍：要求**镍层厚度≥3μm**，避免点蚀穿孔
• 铝塑膜：日本DNP、昭和电工垄断市场，国产新纶新材正在突破**88μm超薄规格**