Қарау саны: 0 Автор: Сайт редакторы Жариялау уақыты: 2026-04-03 Шығу орны: Сайт
Аннотация: Жаңа энергетикалық көліктер (NEVs) және ауқымды энергия сақтау жүйелері (ESS) жылдам дамып келе жатқандықтан, қуат батареясының модульдері жоғары токты беру, жылуды басқару және қосылым сенімділігі үшін барған сайын қатаң талаптарға тап болады. Дәстүрлі жалғыз металдан жасалған қосылыс материалдары (мысалы, таза никель немесе таза мыс) жоғары энергиялық тығыздықтағы аккумулятор жинақтарының өнімділігіне қойылатын талаптарды қанағаттандыру үшін күреседі. Бұл жұмыс микроскопиялық интерфейстік сипаттамаларын, электр-термиялық физикалық қасиеттерін және мыс-никельді биметалл композиттерінің көп ұялы батареяларды құрастыруда қолдану артықшылықтарын жүйелі түрде зерттейді. Зерттеулер мыс-никельді композициялық жолақтар мен шиналардың алдыңғы қатарлы орамды қаптау және штамптау процестері арқылы керемет металлургиялық байланысқа қол жеткізетінін көрсетеді. Олар жүйенің ішкі кедергісін айтарлықтай төмендетеді, сонымен бірге жоғары шағылыстыратын материалдармен байланысты дәнекерлеу мәселелерін тамаша шешеді, бұл батарея топтамаларының құрылымдық тұрақтылығы мен қауіпсіздігі үшін материал деңгейіндегі тамаша шешімді қамтамасыз етеді.
Литий-ионды батарея модульдерін құрастыру кезінде ұяшықтар арасындағы сериялық және параллель қосылымдар қуат шығысын және бүкіл жүйенің қауіпсіздігін анықтайтын маңызды факторлар болып табылады. Қазіргі уақытта саладағы негізгі қосылыс материалдары келесі техникалық кедергілерге тап болады:
Таза никель: ол тамаша тотығуға төзімділігімен және керемет нүктелік/лазерлік дәнекерлеу өнімділігімен мақтана алады, бірақ оның электрлік кедергісі салыстырмалы түрде жоғары. Токтың жоғары зарядтау/разряд жағдайында таза никель қосқыштары айтарлықтай Джоуль қыздыруын тудырады, бұл тек энергияның жоғалуына ғана емес, сонымен қатар термиялық қашудың жоғары қаупіне әкеледі.
Таза мыс: өте төмен электр кедергісі және жоғары жылу өткізгіштігі бар. Дегенмен, мыс өте төмен лазерді сіңіру жылдамдығына ие (инфрақызыл спектрде) және дәстүрлі қарсылық нүктелік дәнекерлеу кезінде 'электродтың жабысуы' мен жалған дәнекерлеуге бейім. Бұл өңдеудің төмен шығымдылығына әкеледі, бұл кең ауқымды автоматтандырылған өндірістік желілерде тікелей қолдануды қиындатады.
Осы бір металды материалдардың физикалық шектеулерін жою үшін мыс-никель биметалл композиттері зерттеу нүктесі және аккумуляторды қосу материалдары саласындағы негізгі өнеркәсіптік қолдану ретінде пайда болды.
Мыс-никельді композиттердің негізгі технологиясы екі металл интерфейсінің байланыс сапасында жатыр. Заманауи, жоғары сапалы мыс-никель композиттік жолақтар әдетте суық орамды қаптау немесе ыстық илемдеу әдістерін қолдану арқылы жасалады.
Сканерлеуші электрондық микроскопия (SEM) астында жоғары сапалы мыс-никель композиттерінің интерфейсі тығыз, бос емес сипаттаманы көрсетеді. Мыстың (Cu) және никельдің (Ni) екеуінде де беттік орталықтандырылған текше (FCC) кристалдық торлары және өте ұқсас атомдық радиустары болғандықтан, екі металдың атомдары қаптау процесінің қысымы мен термиялық өңдеуі кезінде интерфейсте өзара диффузияланады, ультра жұқа қатты ерітіндінің өту қабатын құрайды. Бұл металлургиялық байланыс материалға өте жоғары қабатаралық қабықша беріктігімен қамтамасыз етіп қана қоймайды - кейінгі штамптау және иілу процестері кезінде қабаттасуды тиімді болдырмайды, сонымен қатар электрондар интерфейс арқылы өткен кезде ешқандай қосымша контактіге қарсылық тудырмауын қамтамасыз етеді (яғни, жақсы Омдық байланысқа қол жеткізу).
Мыс-никельді биметалл құрылымында қалыңдықтың үлкен үлесін құрайтын таза мыс негіз қабаты ағымдық тапсырманың 85% астамын алады. Бірдей өлшемдегі таза никель құлақшаларымен салыстырғанда, композиттік құрылымды қабылдау қосқыштың жалпы ішкі кедергісін 60% -дан астамға төмендетуі мүмкін. Бұл өте төмен ішкі қарсылық сипаттамасы аккумулятор модулінің зарядтау және разряд C жылдамдығының өнімділігін айтарлықтай арттырады және желідегі шығындарды тиімді азайтады.
Қуат аккумуляторларында жылу жинақталуы қауіпсіздік апаттарын тудыратын негізгі фактор болып табылады. Мыс-никельді биметалл шинасы зарядтау және разрядтау кезінде бүкіл құрылымдық бет бойынша ұяшық терминалдары тудыратын локализацияланған жылуды жылдам өткізу және тарату үшін мыстың жоғары жылу өткізгіштігін пайдаланады. Батарея жинағындағы сұйық немесе ауа салқындату жүйелерімен біріктірілген бұл модульдің максималды температурасы мен температура айырмашылығын айтарлықтай төмендетеді.
Нақты қапталған локализацияланған никель қабаты таза мыстың дәнекерлеу қиындықтарын толығымен шешеді. Никель қабаты лазер энергиясын тұрақты түрде сіңіре алады және дәнекерленген дәнекерлеуді генерациялау үшін қарсылық нүктелік дәнекерлеу кезінде сәйкес контактіге қарсылық береді. Сынақ деректері ұяшықтарды нүктелік дәнекерлеу үшін мыс-никельді композиттерді пайдаланған кезде дәнекерлеудің тартылу күші салалық стандарттардан әлдеқайда жоғары екенін көрсетеді. Сонымен қатар, дәнекерлеу нүктелері тегіс және шашырамайды, бұл автоматтандырылған өндірістік желілердегі көп тесікті аккумуляторлық шиналардың өнімділігін айтарлықтай жақсартады.
Жоғарыда аталған тамаша жан-жақты өнімділікке негізделген, теңшелген дәлме-дәл мыс-никель биметалл штампталған бөлшектер келесі алдыңғы қатарлы салаларда кеңінен қолданылды:
Электрлік көлік (EV және HEV) қуат батареялары: дірілге төзімді, жоғары ток физикалық қосылымдарды қамтамасыз ететін көп ұяшықты модульдер (мысалы, 18650, 21700 және 4680 үлкен цилиндрлік ұяшықтар) үшін ток коллекторлары мен шиналар ретінде қызмет етеді.
Энергияны сақтау жүйелері (ESS): жоғары вольтты, үлкен сыйымдылықты қуат сақтау шкафтарында ұзақ қызмет ету кезеңінде қосылым тұрақтылығын және өте төмен жылу өндіруді қамтамасыз етеді.
Жеңіл қозғаушы қуат және микромобильділік (электрондық велосипедтер және электр құралдары): кеңістік шектеулі аккумулятор жинақтары үшін ықшам және тиімді өткізгіш қосылым шешімдерін қамтамасыз етеді.
Тапқыр құрылымдық дизайн және алдыңғы қатарлы қаптау процестері арқылы мыс-никельді биметалл композиттері 'жоғары электр және жылу өткізгіштік' және 'сенімділігі жоғары дәнекерлеу' тамаша біріктіруіне сәтті қол жеткізеді. Ол инженерлік қолданбаларда бір металды материалдарға тән шектеулерді еңсереді, жоғары энергиялық қуаттарды қамтамасыз етеді. батарея модульдері. Болашақта орамды қаптаманың дәлдігі одан әрі жетілдіріліп, локализацияланған никельді төсеу және арнайы штамптау технологияларының жетілуімен мыс-никельді биметалл қосқыштары энергияның жаңа жаһандық тізбегінде бұрынғыдан да таптырмас іргетас рөлін ойнайтыны сөзсіз.
