Что учитывать при выборе материала корпуса аккумуляторной батареи
Существует различное материальное корпусное исполнение АКБ, от которого зависит срок службы, безопасность эксплуатации, эффективность работы источника электропитания. Короб защищает содержимое электрохимического устройства (пластины/электроды, электролит, т.д.) от механических повреждений, проникновения влаги, вибрации, перепадов температур.
Из какого материала корпус аккумулятора делают чаще всего
-
металлический: высокопрочная сталь, облегченный алюминий, алюминиевые сплавы (3003);
-
пластиковый; полипропилен, ABS, нейлон, поликарбонат, полиэтилен, поливинилхлорид, полибутилентерефталат;
-
композитный.
Главные критерии выбора материала для корпуса АКБ
-
переносимость высоких/низких температур, продолжительного нагрева/охлаждения;
-
возможность эксплуатации на открытом воздухе под действием ультрафиолета;
-
устойчивость к агрессивным химикатам, маслам, охлаждающей жидкости, кислоте;
-
стойкость к возможным ударам, механическим воздействиям, вибрации;
-
диэлектрические свойства;
-
вес, критично для автомобильных и портативных АКБ;
-
теплопроводность;
-
бюджет.
Пластик или металл: сравниваем плюсы и минусы для разных условий
|
Показатель |
Корпус, крышка |
|
|
пластиковый |
металлический |
|
|
прочность |
средняя, высокая в зависимости от состава полимера |
надёжная защита от ударов |
|
масса оболочки |
лёгкая |
тяжелее |
|
теплоотводящая способность |
низкая |
отличная |
|
огнестойкость |
необходимо введение огнеупорных добавок |
не горит |
|
возникновение коррозии |
отсутствует |
для углеродистых, низколегированных марок стали возможно, необходимо антикоррозионное покрытие |
|
цена |
ниже |
выше |
|
электропроводимость |
диэлектрик |
проводит ток |
|
предпочтительное применение |
портативные устройства, автомобили, бытовая электроника, электроинструмент, небольшие ИБП, солнечные энергосистемы, свинцово-кислотные батареи |
электромобили, гибриды; складское, медицинское оборудование, промышленные установки, базовые станции, специальная и серверная техника, экстремальные условия эксплуатации |
Виды пластиковых корпусов и их особенности
-
ПП, полипропилен, ударопрочный, термостойкий, лёгкий, устойчивый к химическим реагентам, плохо склеивается, постепенно разрушается под действием ультрафиолетовых лучей;
-
АБС, акрилонитрилбутадиенстирол, влагостойкий, легко окрашивается, поддаётся механической обработке, более жёсткий по сравнению с ПП;
-
PA/PAGF, нейлон, высокая износостойкость, прочность промышленного класса, устойчивость к нефтепродуктам, маслам, хорошо держит форму.
|
Характеристики |
Вид пластика |
||
|
ПП |
ABS |
PA/PAGF |
|
|
термостойкость |
не размягчается до 100°C |
не выше +80°C |
120 ‒ 150°C |
|
химическая стойкость |
устойчив к маслам, смазкам |
ограниченная |
не разрушается при контакте с кислотами, щелочами, промышленными маслами |
|
стоимость |
бюджетный вариант |
дороже ПП |
высокая |
|
преимущества |
не растрескивается при многократном циклическом использовании |
возможность окрашивания, отделки твёрдой поверхности |
износостойкость, самосмазка |
|
ограничения |
недостаточная огнестойкость |
нужна огнезащитная обработка |
сложность обработки, хрупкость при сильном охлаждении |
|
ударопрочность |
пониженная |
высокая |
отличная |
|
устойчивость к УФ-воздействию |
низкая |
нормальная |
хорошая |
|
области использования |
УШМ, режущие инструменты, подходит для нефтезагрязненных сред |
электроинструмент с высоким крутящим моментом |
тяжёлое промышленное оборудование |
Как выбор материала корпуса АКБ влияет на срок службы и безопасность
|
Характеристика |
Металл |
Пластик |
||
|
плюсы |
минусы |
плюсы |
минусы |
|
|
продолжительность эксплуатации |
устойчив к действию внешних факторов, лучше сохраняют геометрию, что важно для литий-ионных батарей |
сталь корродирует, алюминий нет |
не подвержен коррозии |
некоторые виды со временем становятся хрупкими, разрушаются под действием УФ-лучей |
|
обеспечение безопасности (предотвращение короткого замыкания, перегрева, возгорания) |
огнестойкость, отвод тепла, защита внутреннего содержимого от повреждений, |
необходимо исключить электропроводность при помощи изоляции |
диэлектрик, не допускает короткого замыкания |
для реализации пожаробезопасности повышают огнестойкость при помощи введения в состав специальных добавок |
Для каждого типа АКБ предпочтительнее конкретные материалы в зависимости от технологии изготовления и где они будут использоваться. Для литий-железо фосфатных (LiFePO4), в частности, подходят: прочные лёгкие АБС-пластик, полипропилен, алюминий, а также пакетное исполнение, включающее многослойную фольгу с полимерным покрытием.
Заключение
Материал корпуса акб влияет на безопасность, продолжительность эксплуатации, надёжность аккумуляторной системы. От него требуется обеспечение баланса между защитой, терморегулированием и весом устройства. Предпочтительнее:
-
металлический, если предстоит работа в условиях высоких нагрузок, нужно активное охлаждение, электромагнитное экранирование, повышенная степень безопасности;
-
пластиковый, если ограничен бюджет, важен небольшой вес, химическая инертность, простота формования при хороших эксплуатационных характеристиках;
-
композитный, если необходим компромисс между свойствами пластика и металла.
При выборе также учитывают стандарты размеров, условия монтажа (европейский или азиатский тип).
