Quel rôle joue la bande de nickel dans une batterie?
Des bandes de nickel.sont largement utilisés dans la fabrication de batteries au lithium, ce qui est très conforme à leurs propriétés physiques et chimiques uniques et aux exigences fonctionnelles des batteries au lithium.Ce qui suit est une analyse de deux aspects.Les principales raisons et fonctions spécifiques:
I. Les principales raisons des bandes de nickel dans la fabrication de batteries au lithium
1Excellente conductivité et stabilité.
La conductivité du nickel pur est d'environ 5.9×107 S/m (seconde seulement au cuivre et à l'argent),qui peut assurer une transmission efficace du courant à l'intérieur de la batterie et réduire les pertes d'énergie.
Stabilité environnementale: Pendant le processus de chargement et de déchargement des batteries au lithium (surtout dans les scénarios de haute tension et de courant élevé), la fluctuation de résistance des batteries au lithium est de 0,8 à 0,9 degrés.Des bandes de nickel.est petit, et il n'est pas facile de causer un mauvais contact en raison des changements de température (-40°C~85°C).
2Bonne résistance à la corrosion et compatibilité chimique.
L'électrolyte des batteries au lithium est principalement une solution carbonatée d'hexafluorophosphate de lithium (LiPF6), qui est faiblement acide.Un film de passivation d'oxyde de nickel (NiO) est facilement formé sur la surface des bandes de nickel pour empêcher une corrosion ultérieure.Les métaux tels que le fer et l'aluminium sont facilement corrodés par les électrolytes.
Aucun risque de réaction chimique: le nickel et le lithium (Li) n'ont pas de réactions secondaires violentes, évitant la défaillance des matériaux ou les risques de sécurité (comparé aux bandes de cuivre, qui peuvent former des alliages avec du lithium,causant des dommages structurels).
3Excellente performance de traitement et soudage adaptabilité.
Ductilité: les bandes de nickel peuvent être traitées à des épaisseurs ultra-minces de 0,05 à 2 mm et ne sont pas faciles à casser,adapté à la mise en page compacte des batteries de précision (comme les batteries à packs doux et les batteries cylindriques).
Vélinage fiable: les bandes et les onglets de nickel (généralement en aluminium ou en cuivre) et les coquilles (en acier inoxydable ou en aluminium) peuvent être solidement connectés par soudage par ultrasons et laser,et la résistance à la traction du soudage peut atteindre 50 à 100 MPaCe qui est beaucoup plus élevé que les procédés traditionnels de rivetage ou de collage.
4Un équilibre entre coût et sécurité.
Coût-efficacité: Although the cost is higher thanbandes d'acier nickel-plaqué, il est inférieur aux bandes de cuivre pur, et la performance globale (conductivité, résistance à la corrosion, soudage) est meilleure, adaptée à la production industrielle à grande échelle.
Redondance de sécurité: les bandes de nickel ont un certain degré de flexibilité, ce qui peut tamponner l'expansion du volume de la batterie pendant le chargement et la décharge (environ 10%~20%),réduisant le risque de rupture de la tablette ou de court-circuit.
II. Le rôle spécifique des bandes de nickel dans les batteries au lithium
1Connexion de la tablette et conduction du courant.
Scénario d'action: Connectez les onglets positifs et négatifs avec le circuit externe (comme la barre de bus du module de batterie) pour former un chemin courant.
Valeur de clé:
Assurez-vous de la connexion à faible impédance entre les tabs (foil d'aluminium positifle conducteur externe pour réduire la résistance interne de la batterie (habituellement augmenter la résistance interne de < 5mΩ).
Dispersez la densité de courant aux onglets pour éviter la surchauffe locale (comme lors de la décharge avec un grand courant, la bande de nickel peut contrôler la température à ≤ 60 °C).
2Support structurel et fixation des modules de batterie.
Scénario d'action: Comme une pièce de connexion entre les cellules dans le module, fixe la position de la cellule et transmet le stress mécanique.
Valeur de clé:
Utilisez la déformation élastique de la bande de nickel pour absorber l'énergie de vibration (comme les bosses pendant la conduite de la voiture) et réduire le risque de perforation du diaphragme causée par le déplacement des cellules.
Les bandes de nickel ultra-minces (telles que 0,1 mm) peuvent s'adapter étroitement à la surface de la cellule, économisant de l'espace sur le module et augmentant la densité d'énergie (environ 5 à 10 Wh/L).
3Protection de la sécurité et aide à la gestion thermique.
Protection contre les fusibles:Des bandes de nickel.sont conçus comme des structures fusibles (telles que des zones creuses ou éclaircies).Coupez le circuit.Et empêcher une fuite thermique.
Conductivité thermique et dissipation thermique: La conductivité thermique de la bande de nickel est de 90 W/m·K, ce qui peut transférer la chaleur de la cellule de la batterie à la coque du module ou à la plaque de refroidissement par eau.Lorsque utilisé avec de la colle thermiquement conductiveLa résistance thermique peut être réduite de 30 à 50%.
4Compatibilité de processus et production standardisée
Automation adaptation: Les bandes de nickel peuvent être formées par poinçonnage et laminage à grande vitesse, et peuvent s'adapter à l'enroulement, à la stratification et à d'autres processus automatisés des lignes de production de batteries au lithium,avec une efficacité de production de 50~100 pièces/minute.
Les normes unifiées de l'industrie:Les principaux fabricants de batteries au lithium (tels que CATL et Panasonic) utilisent des bandes de nickel comme matériaux de connexion standard pour faciliter la collaboration et le contrôle de la qualité de la chaîne d'approvisionnement..
III. Tendances futures: amélioration de la performance et innovation des matériaux
Ultra-mince et composite: développer des bandes de nickel avec une épaisseur inférieure à 0,03 mm, ou des bandes composites nickel-cobre-graphène, pour améliorer davantage la conductivité et la flexibilité.
Non-plating: Remplacez le plating traditionnel au nickel par une technologie de nano-couche (comme le revêtement au diamant) pour réduire les coûts et améliorer la résistance à la corrosion.
Recycling: Research on efficient disassembly technology of Les produits de recyclage sont utilisés pour la fabrication de produits de recyclage.Des bandes de nickel.(comme la séparation par fracture fragile à basse température), avec l'objectif d'augmenter le taux de récupération du nickel de 70% à plus de 95%, en ligne avec les besoins de l'économie circulaire.
Les bandes de nickel sont toujours le "standard d'or" des matériaux de connexion de batterie au lithium avec leurs avantages de performance complets, et leur rôle est irremplaçable.Comme la technologie de la batterie évolue vers une densité d'énergie élevée et une longue durée de vie, l'optimisation des performances et l'application innovante des bandes de nickel continueront d'être au centre de l'industrie.
Quel rôle joue la bande de nickel dans une batterie?
Des bandes de nickel.sont largement utilisés dans la fabrication de batteries au lithium, ce qui est très conforme à leurs propriétés physiques et chimiques uniques et aux exigences fonctionnelles des batteries au lithium.Ce qui suit est une analyse de deux aspects.Les principales raisons et fonctions spécifiques:
I. Les principales raisons des bandes de nickel dans la fabrication de batteries au lithium
1Excellente conductivité et stabilité.
La conductivité du nickel pur est d'environ 5.9×107 S/m (seconde seulement au cuivre et à l'argent),qui peut assurer une transmission efficace du courant à l'intérieur de la batterie et réduire les pertes d'énergie.
Stabilité environnementale: Pendant le processus de chargement et de déchargement des batteries au lithium (surtout dans les scénarios de haute tension et de courant élevé), la fluctuation de résistance des batteries au lithium est de 0,8 à 0,9 degrés.Des bandes de nickel.est petit, et il n'est pas facile de causer un mauvais contact en raison des changements de température (-40°C~85°C).
2Bonne résistance à la corrosion et compatibilité chimique.
L'électrolyte des batteries au lithium est principalement une solution carbonatée d'hexafluorophosphate de lithium (LiPF6), qui est faiblement acide.Un film de passivation d'oxyde de nickel (NiO) est facilement formé sur la surface des bandes de nickel pour empêcher une corrosion ultérieure.Les métaux tels que le fer et l'aluminium sont facilement corrodés par les électrolytes.
Aucun risque de réaction chimique: le nickel et le lithium (Li) n'ont pas de réactions secondaires violentes, évitant la défaillance des matériaux ou les risques de sécurité (comparé aux bandes de cuivre, qui peuvent former des alliages avec du lithium,causant des dommages structurels).
3Excellente performance de traitement et soudage adaptabilité.
Ductilité: les bandes de nickel peuvent être traitées à des épaisseurs ultra-minces de 0,05 à 2 mm et ne sont pas faciles à casser,adapté à la mise en page compacte des batteries de précision (comme les batteries à packs doux et les batteries cylindriques).
Vélinage fiable: les bandes et les onglets de nickel (généralement en aluminium ou en cuivre) et les coquilles (en acier inoxydable ou en aluminium) peuvent être solidement connectés par soudage par ultrasons et laser,et la résistance à la traction du soudage peut atteindre 50 à 100 MPaCe qui est beaucoup plus élevé que les procédés traditionnels de rivetage ou de collage.
4Un équilibre entre coût et sécurité.
Coût-efficacité: Although the cost is higher thanbandes d'acier nickel-plaqué, il est inférieur aux bandes de cuivre pur, et la performance globale (conductivité, résistance à la corrosion, soudage) est meilleure, adaptée à la production industrielle à grande échelle.
Redondance de sécurité: les bandes de nickel ont un certain degré de flexibilité, ce qui peut tamponner l'expansion du volume de la batterie pendant le chargement et la décharge (environ 10%~20%),réduisant le risque de rupture de la tablette ou de court-circuit.
II. Le rôle spécifique des bandes de nickel dans les batteries au lithium
1Connexion de la tablette et conduction du courant.
Scénario d'action: Connectez les onglets positifs et négatifs avec le circuit externe (comme la barre de bus du module de batterie) pour former un chemin courant.
Valeur de clé:
Assurez-vous de la connexion à faible impédance entre les tabs (foil d'aluminium positifle conducteur externe pour réduire la résistance interne de la batterie (habituellement augmenter la résistance interne de < 5mΩ).
Dispersez la densité de courant aux onglets pour éviter la surchauffe locale (comme lors de la décharge avec un grand courant, la bande de nickel peut contrôler la température à ≤ 60 °C).
2Support structurel et fixation des modules de batterie.
Scénario d'action: Comme une pièce de connexion entre les cellules dans le module, fixe la position de la cellule et transmet le stress mécanique.
Valeur de clé:
Utilisez la déformation élastique de la bande de nickel pour absorber l'énergie de vibration (comme les bosses pendant la conduite de la voiture) et réduire le risque de perforation du diaphragme causée par le déplacement des cellules.
Les bandes de nickel ultra-minces (telles que 0,1 mm) peuvent s'adapter étroitement à la surface de la cellule, économisant de l'espace sur le module et augmentant la densité d'énergie (environ 5 à 10 Wh/L).
3Protection de la sécurité et aide à la gestion thermique.
Protection contre les fusibles:Des bandes de nickel.sont conçus comme des structures fusibles (telles que des zones creuses ou éclaircies).Coupez le circuit.Et empêcher une fuite thermique.
Conductivité thermique et dissipation thermique: La conductivité thermique de la bande de nickel est de 90 W/m·K, ce qui peut transférer la chaleur de la cellule de la batterie à la coque du module ou à la plaque de refroidissement par eau.Lorsque utilisé avec de la colle thermiquement conductiveLa résistance thermique peut être réduite de 30 à 50%.
4Compatibilité de processus et production standardisée
Automation adaptation: Les bandes de nickel peuvent être formées par poinçonnage et laminage à grande vitesse, et peuvent s'adapter à l'enroulement, à la stratification et à d'autres processus automatisés des lignes de production de batteries au lithium,avec une efficacité de production de 50~100 pièces/minute.
Les normes unifiées de l'industrie:Les principaux fabricants de batteries au lithium (tels que CATL et Panasonic) utilisent des bandes de nickel comme matériaux de connexion standard pour faciliter la collaboration et le contrôle de la qualité de la chaîne d'approvisionnement..
III. Tendances futures: amélioration de la performance et innovation des matériaux
Ultra-mince et composite: développer des bandes de nickel avec une épaisseur inférieure à 0,03 mm, ou des bandes composites nickel-cobre-graphène, pour améliorer davantage la conductivité et la flexibilité.
Non-plating: Remplacez le plating traditionnel au nickel par une technologie de nano-couche (comme le revêtement au diamant) pour réduire les coûts et améliorer la résistance à la corrosion.
Recycling: Research on efficient disassembly technology of Les produits de recyclage sont utilisés pour la fabrication de produits de recyclage.Des bandes de nickel.(comme la séparation par fracture fragile à basse température), avec l'objectif d'augmenter le taux de récupération du nickel de 70% à plus de 95%, en ligne avec les besoins de l'économie circulaire.
Les bandes de nickel sont toujours le "standard d'or" des matériaux de connexion de batterie au lithium avec leurs avantages de performance complets, et leur rôle est irremplaçable.Comme la technologie de la batterie évolue vers une densité d'énergie élevée et une longue durée de vie, l'optimisation des performances et l'application innovante des bandes de nickel continueront d'être au centre de l'industrie.
