Kobber-aluminiumsskinne i-polymerbeleggingsprosess: prosess, materialer og industriapplikasjonsanalyse

Kobber-aluminiumsamleskinne i-polymerbelegg refererer til prosessen med å jevnt dekke overflaten av kobber-aluminiumsamleskinen med et flytende gel-lignende isolasjonsmateriale gjennom en spesifikk teknikk, og danner et isolerende beskyttende lag. I hovedsak er det også en prosess for å belegge overflaten av kobber-aluminiumsskinnen med et isolerende lag ved å smelte plast og påføre det, og kjernemålet er å oppnå pålitelig isolasjon, tilpasse seg komplekse arbeidsforhold, samtidig som kostnad og ytelse balanseres. Plastic Dipping Copper Busbar er en av kjernekomponentene laget basert på denne prosessen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Høy-kvalitet i-polymerbeleggingsprosessen må oppfylle tre kjernekrav: For det første isolasjonspålitelighet. Beleggtykkelsen bør kontrolleres innen 0,5–2 mm, med en isolasjonsstyrke på 20–28 kV/mm, som tåler en 4380V DC motstandstest. Dette er også kjerneytelsesindikatoren til PVC-dyppeisolert samleskinne; For det andre, miljøtilpasningsevne. Den skal ha utmerket motstand mot salttåkekorrosjon, uten korrosjon etter å ha blitt nedsenket i 5 % NaCl-løsning ved 35 grader i 192 timer; For det tredje, kostnadseffektivitet.{13} Sammenlignet med PI-filmbeleggingsprosessen kan kostnadene for i-polymerbeleggmaterialer reduseres med 30 %, noe som gjør den egnet for stor{17}}batchproduksjon.

 

Imidlertid har denne prosessen visse begrensninger når det gjelder bruk av strømbatterifelt. For energilagringssystemer går isolasjonskrav foran lettvekt, og penetrasjonshastigheten er relativt høy. I motsetning til dette er et strømbatteri begrenset av romfølsomhet og varmeavledningsmotsetninger - en økning i beleggtykkelse vil føre til en 20–31 % økning i termisk motstand. Derfor er bruken relativt begrenset.

Beleggingsprosessen i-polymer er kompleks, og den nøyaktige kontrollen av hvert trinn i prosessen bestemmer direkte kvaliteten på produktet. Hele prosessen kan deles inn i fire trinn: for-behandling, dyppebelegg, plastisering og etter-behandling. For-trinnet er nøkkelen til å bestemme vedheft til belegget.

 

Først fjernes olje og smuss på overflaten av kobber-aluminiumsskinnen ved hjelp av en alkalisk løsning med en pH på 10–12 i 5–8 minutter for å sikre at gjenværende olje og smuss på overflaten av kobber-aluminiumsskinnen er mindre enn eller lik 0,1 mg/m²; deretter blir overflaten ru ved å spraye 120-mesh alumina-partikler for å kontrollere overflateruheten Ra innenfor 1,6–3,2 μm, noe som forbedrer vedheften til belegglaget; til slutt utføres forvarming og aktivering, med forvarmingstemperaturen til kobberskinnen 180–220 grader og aluminiumsskinnen 150–180 grader . Forvarmingstiden justeres i henhold til tykkelsen på kobber-aluminiumsskinnen, for eksempel 120 sekunder for en 2 mm tykk kobberskinne. Den totale temperaturforskjellen bør kontrolleres innenfor ±5 grader.

Dyppebelegningstrinnet er kjernen for å sikre jevnheten til belegget. Det krever streng kontroll av parametrene og driftsspesifikasjonene til beleggvæsken. Beleggvæsken er PVC-plastløsningsmiddel, og dens viskositet ved 25 grader bør holdes innenfor 1500–2500cP. Ethvert avvik over 10 % krever avhending. Nedsenkingsparameterne inkluderer en nedsenkingshastighet på mindre enn eller lik 10 mm/s, som er for rask til å forårsake bobler, en løftehastighet på mindre enn eller lik 5 mm/s, som er for sakte til å føre til at belegget synker, og nedsenkingstiden settes i henhold til beleggets tykkelse, for eksempel 15±3 sekunder for et 1 mm tykt belegg. Samtidig bør senketanken utstyres med en magnetrører med en rotasjonshastighet på 200rpm for å forhindre sedimentering av fyllstoff og sikre ensartethet i beleggets væskesammensetning, som også er nøkkelen til å sikre kvaliteten på Dip Insulated Busbar-belegget.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plastiseringstrinnet er kjernen i kryssbinding av polymermateriale.- Den bruker en temperaturkurve i tre-: det første trinnet stiger fra 80 grader til 120 grader i 10 minutter, hovedsakelig for å oppnå løsningsmiddelfordampning; det andre trinnet stiger fra 120 grader til 200 grader i 15 minutter, og fullfører smeltingen og spredningen av beleggsvæsken; det tredje trinnet er ved 200 grader i 20 minutter for å oppnå høymolekylær{11}}kryssbinding og herding. Under hele plastiseringsprosessen skal temperaturforskjellen inne i boksen være mindre enn eller lik 8 grader. Lokal overoppheting som overstiger 220 grader vil føre til PVC-nedbrytning og gulning, noe som påvirker isolasjonsytelsen til den isolerte samleskinnen.

Etter-behandlingstrinnet brukes hovedsakelig for å eliminere beleggsfeil og sikre produktets pålitelighet. De viktigste kontrollparametrene for dipbeleggprosessen påvirker direkte produktkvalifiseringsgraden. Fire kjerneelementer må fokuseres på: viskositeten til limet bør kontrolleres til 2000 ± 500 cP, med et avvik som overstiger dette området som forårsaker beleggavløp- eller ufullstendig dekning, og prøvetaking og testing bør utføres annenhver time ved hjelp av et rotasjonsviskosimeter; forvarmingstemperaturen bør kontrolleres til 200 grader for kobberstenger og 170 grader for aluminiumstenger, med avvik som fører til beleggvedheft og avskallingskraft < 4N/cm, og sanntidsovervåking bør utføres ved hjelp av et infrarødt termisk kamera; plastiseringskonstanttemperaturen bør kontrolleres til 200 ± 5 grader, med temperaturavvik som resulterer i utilstrekkelig tverrbinding og påfølgende isolasjonssvikt, og deteksjon bør utføres ved hjelp av DSC differensiell skanningskalorimetri; kjølehastigheten bør kontrolleres til Mindre enn eller lik 5 grader /s, med for høy hastighet som forårsaker at mikrosprekker i belegget utvider seg, og kjølingsdeformasjonen bør registreres med et{14}}høyhastighetskamera. I et typisk tilfelle opplevde et energilagringsprosjekt blemmer og avskalling av belegget etter saltspraytesting på grunn av ujevn plastiseringstemperatur (15 grader lavere ved bokskanten), og problemet ble løst ved å øke den termiske luftsirkulasjonsviften for å optimere jevn temperatur.

De operasjonelle forskjellene mellom strømbatterier og energilagringssystemer bestemmer de differensierte påføringsstrategiene for dyppebeleggprosessen. I strømbatteriscenariet er det nødvendig med en kompromissløsning. Ett alternativ er lokalt dip-belegg, der bare den høyspente kobberstangens tilkoblingsende av BDU (batteridistribusjonsboks) er belagt, noe som reduserer isolasjonslagets tykkelse til 0,8 mm, noe som kan redusere den totale varmeavledningspåvirkningen med 40 %; det andre alternativet er en komposittprosess, hvor hoveddelen bruker en 0,15 mm tykk PI-film for innkapsling, og de bøyende delene bruker dyppebelegg for forsterkning, balansering av isolasjonsytelse og fleksibilitetskrav, egnet for bruksscenariene til isolert fleksibel kobberbussstang for strømbatteripakke.

 

For energilagringssystemer kan en universell tilpasning oppnås, med en enkelt- tykkelse på 1,5–2 mm, egnet for komplekse miljøer som støv og fuktighet; fra et kostnadsperspektiv har de dip-belagte kobberstengene en lavere kostnad enn den laser-sveisede PI-filmløsningen med 35 %, og oppfyller kravene til plassbegrensninger og kostnadsorientering for energilagringssystemer.

Materialvalget for dipbelegget av kobberstenger for kraftbatterier krever omfattende vurdering av isolasjon, temperaturmotstand, varmeavledning, prosesskostnader og miljøtilpasning. For tiden inkluderer hovedmaterialene tre typer. PVC (polyvinylklorid) er det mest brukte materialet, med utmerket isolasjonsytelse, en tålespenning på 3500V AC/DC, en isolasjonsstyrke på 20–28 kV/mm, oppfyller UL94-V0 flammehemmende standard, god saltsprøyteytelse, et arbeidstemperaturområde på -40 graders materialkostnad, egnet for 20-28 graders materialkostnad, sats1 produksjon, og det er kjernematerialet til PVC-belagte samleskinner, men dets begrensninger er åpenbare, med en termisk ledningsevne på bare 0,2 W/(m·K), vil fortykning av belegget øke den termiske motstanden betydelig, og har dårlig seighet ved lav temperatur, utsatt for sprekker.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoksyharpiks er egnet for scenarier som krever lett, tynt-lags høy isolasjon, med en beleggtykkelse som kan kontrolleres til 0,3–0,8 mm, en tålespenning på opptil 4500V DC (lekkasjestrøm < 1mA), en isolasjonsmotstand > 800MΩ, ekstremt sterk adhesjonsnivå0,he en ekstremt sterk adhesjonsnivå, redusere vekten med 40 % sammenlignet med PVC-belegg, egnet for scenarier med sensitiv batteriplass, men kostnaden er 30 % høyere enn PVC, og herdetemperaturen må kontrolleres nøyaktig (±5 grader), ellers er det tilbøyelig til mikrosprekker. Nylon-basert PPA (poly(2-fenoksyacetamid)) er egnet for miljøer med høye-vibrasjoner og høye temperaturer.

 

Dens kontinuerlige driftstemperatur kan nå over 150 grader, og den tåler kortvarig-varme opp til 180 grader. Den overgår PVC og epoksyharpiks når det gjelder varmebestandighet og kjemikaliebestandighet. Den har høy mekanisk styrke, med en strekkstyrke på over 70 MPa, og er motstandsdyktig mot vibrasjonstretthet. Den er egnet for hyppige vibrasjonsmiljøer i kjøretøy. Imidlertid er råvarekostnaden høyere, og er dobbelt så stor som PVC. Behandlingstemperaturen bør kontrolleres innenfor 300 grader ± 10 grader. Denne prosessen kan føre til oksidasjon av kobberskinnen.

Basert på ulike scenarier, må materialapplikasjonsplanen tilpasses nøyaktig: For høy-energitetthetsdesign av strømbatterier anbefales epoksyharpiks, med en beleggtykkelse på mindre enn eller lik 0,8 mm, som bare dekker BDU-tilkoblingsenden, og hoveddelen belagt med 0,15 mm tykk PI-film; For miljøer med høy-vibrasjon anbefales PPA (nylon-basert). Delvis dyppebelegg ved bøyedelen anbefales for å øke utmattelsesmotstanden. For kostnads-sensitive design anbefales modifisert PVC, med en forbedring av termisk ledningsevne til 0,45 W/(m·K) ved å tilsette 5 % nano-Al₂O₃, og beleggtykkelsen reduseres til 1,0 mm. For de høye-værbestandighetene til energilagringssystemer, anbefales PVC med et tykt belegg (1,5–2,0 mm) for å tilpasse seg komplekse miljøer; Langsiktig{16} kostnadsoptimalisering anbefaler også PVC, med betydelig kostnadsfordel.

Det er betydelige forskjeller i prioriteringen av nøkkelparametere mellom de to scenariene: I scenarioet med batteristrømforsyning er varmeavledning (λ > 0,4 ​​W/(m·K)) viktigere enn lettvekt (belegg < 0,8 mm) og kostnad; I energilagringssystemet er isolasjon (tåler spenning > 4500V) viktigere enn korrosjonsmotstand og kostnad. Når det gjelder prosesskontroll, må forvarmingstemperaturen kontrolleres nøye, med kobbersamleskinner på 200 grader ± 5 grader og aluminiumsskinner på 170 grader ± 5 grader, for å forhindre utilstrekkelig beleggvedheft. For epoksyharpiks anbefales en tre-trinns herdekurve (80 grader → 120 grader → 200 grader ) for å unngå mikro-sprekker og sikre isolasjonspåliteligheten tilBatteri Bus Bar.

Totalt sett fokuserer bruken av dip-beleggprosessen i kraftbatteripakker på å oppnå en balanse mellom pålitelighet av isolasjon, kompromiss i varmespredning og krav til lett vekt. Nøkkelen ligger i foredling av prosesstrinn, tilpasning av scenarier og materialinnovasjon. Forfining av prosesstrinn krever ±5 % presisjonsstyring i aspekter som forvarmingsaktivering, viskositetskontroll og gradientplastisering; Scenariotilpasning krever differensierte strategier for lokalt dipbelegg av strømbatterier og tykt belegg i hele energilagringssystemet; Materialinnovasjon krever utvikling av nano-fyllstoffer og gelformuleringer med lav-temperatur for å bryte gjennom ytelsesbegrensningene til tradisjonelle materialer.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I fremtiden, ettersom solid-batterier med høyspenningsplattformer (800V+) blir mer utbredt, vil dip-beleggprosessen utvikle seg mot ultra-tynne belegg (<0.5mm) and functional composites (insulation/conduction/electromagnetic shielding integration), further adapting to the technological upgrade requirements of the new energy automotive industry.