니켈 스트립은 새로운 에너지 차량 배터리 (특히 파워 배터리) 의 전기 연결, 구조적 지원 및 안전 보호와 같은 핵심 기능을 수행합니다.그들의 성능은 신뢰성에 직접 영향을 미칩니다.다음에는 두 가지 측면: 특정 응용 시나리오와 기술적 요구 사항에서 상세한 분석이 있습니다.
I. 신 에너지 차량 배터리에 니켈 스트립의 특수 적용
1배터리 셀 사이의 전기 연결: 전극 탭 용접 및 버스 바
적용 시나리오:
단 하나의 배터리 셀의 양전자와 음전자 탭 (긍정 알루미늄 탭, 부정 구리 탭) 을 모듈의 버스바와 연결하여 전류 경로를 형성합니다.
전형적인 사례: 테슬라의 4680 배터리 모듈에서니켈 스트립배터리 셀 탭을 레이저 용접을 통해 스테인리스 스틸 버스 바에 연결하여 최대 150A의 연속 방출 전류를 지원합니다.
핵심 역할:
접촉 저항 (목적 < 2mΩ) 을 줄이고 에너지 손실을 줄이고 배터리 효율을 향상시킵니다.
탭의 지역 과열을 피하기 위해 전류 밀도를 분산합니다 (예를 들어 빠른 충전 중에 ≤80°C의 온도를 조절합니다).
2모듈 구조 고정 및 스트레스 버퍼
적용 시나리오:
세포 사이의 연결 조각으로서, 세포의 위치는 점 용접 또는 레이저 용접에 의해 고정됩니다.일반적으로 사각형 알루미늄 껍질 배터리 (CATL CTP 모듈과 같이) 와 소프트 팩 배터리 (LG New Energy 포스 배터리와 같이) 에 사용됩니다..
핵심 기능:
충전 및 방하 중에 셀의 부피 확장을 흡수합니다 (약 10% ~ 15%) 탭이 깨지거나 대막이 뚫리는 것을 방지하기 위해.
진동 아래 모듈의 구조적 안정성을 보장하기 위해 기계적 지원을 제공 (자동차의 거친 운전, 진동 주파수 5 ~ 2000Hz와 같은).
3안전 보호 부품: 피지 벨트 및 과류 보호
적용 시나리오:
융합 가능한 니켈 벨트 (국가적으로 얇거나 구멍이 난 구조) 로 설계되어 배터리 회로에서 연속으로 연결됩니다.
핵심 기능:
전류가 임계값을 초과하면 (단회 전류> 500A) 니켈 벨트는 세포 전에 융합되어 회로를 차단하고 열 도출을 방지합니다.
반응 시간은 10ms 내에서 제어되어야 하며, 안전성을 보장하기 위해 녹음 후 단열 저항은 ≥100MΩ가어야 합니다.
4열 관리 시스템 통합
적용 시나리오:
열 전달 매체로서 배터리 셀의 열을 모듈 물 냉각판 또는 껍질로 전달하며 열 전도성 실리콘 기름과 함께 사용됩니다.
핵심 기능:
열 전도성은 ≥90W/ ((m・K) 이어야 하며, 목표는 지역 과열로 인한 용량 붕괴를 피하기 위해 배터리 셀 사이의 온도 차이를 ≤2°C로 제어하는 것입니다.
일부 니켈 스트립은 마이크로 채널 구조로 설계되어 액체 냉각 파이프에 내장되어 열 분비 효율을 향상시킵니다 (예를 들어 BYD 블레이드 배터리의 간접 냉각 솔루션).
5프로세스 및 신뢰성 요구 사항
차원 정확성: 두께 허용 ±5% (예를 들어 0.1mm)니켈 스트립용도 ±0.005mm), 너비 용도 ±0.1mm, 자동 용접 장비의 적응성을 보장합니다.
표면 품질:
거칠성 Ra≤1.6μm, 대막을 뚫는 튀김을 피합니다.
산화 색상, 오일 얼룩, 용접 표면은 용접 신뢰성을 향상시키기 위해 니켈-포스포스 합금 (플래팅 두께 2 ~ 5μm) 으로 가전화해야합니다.
추적성: 팩 번호, 화학 성분 (Ni≥99.5%, 불순물 Fe≤0.1%, Cu≤0.05%),질 관리 시스템 IATF 16949의 요구 사항을 충족하기 위해 니켈 스트립의 기계적 특성 데이터가 기록되어야합니다..
II. 전형적인 기술 과제와 해결책
1높은 에너지 밀도에서 초 얇은 요구 사항
도전: 배터리 팩의 에너지 밀도를 높이기 위해 (목적 ≥300Wh/kg)니켈 스트립0.15mm에서 0.08mm 이하로 줄여야하지만 강도를 감소시키는 것이 쉽습니다.
해결책:
추운 롤링 + 굽기 과정을 사용하여 곡물 정제 (평균 곡물 크기 ≤10μm) 를 통해 강도와 유연성을 향상시킵니다.
니켈-그래핀 복합 테이프를 개발합니다. 5%의 그래핀 함유량은 95% 이상의 전도성을 유지하면서 팽창 강도를 30% 증가시킬 수 있습니다.
2. 빠른 충전 시나리오에서 열 분산 최적화
도전: 480kW 초고속 충전 도중, 니켈 테이프 연결점의 온도는 150°C를 초과할 수 있으며, 이로 인해 니켈 산화 또는 용매 관절이 고장날 수 있습니다.
해결책:
니켈 테이프의 표면에 실버 플래팅 ( 두께 1 ~ 2μm) 은 열 전도성을 420W / ((m・K) 로 증가시키고 열 분산 효율은 50% 증가합니다.
열 분산 면적을 높이기 위해 틈이 닉엘 테이프 구조를 설계하고 마이크로 채널 액체 냉각과 협력하여 핫스팟 온도를 20°C 이상 줄이십시오.
3- 장수 요구 사항에 따른 항성화 기술
도전: ≥3000배의 주기가 있는 배터리에서는 니켈 테이프가 전해질과 장기적으로 접촉할 때 곡물 간 부식 현상이 발생할 수 있습니다.
해결책:
진공 니켈 접착 기술을 사용하여 전해질 침투를 방지하기 위해 비포러스 순수한 니켈 코팅 ( 두께 ≥3μm) 을 형성합니다.
패시베이션 필름 강화 프로세스를 개발하고, 전해질 산화를 통해 NiO 필름 두께를 5nm에서 20nm로 증가시키고, 부식 속도를 0.01μm/년으로 줄입니다.
III. 미래 기술 추세
물질 혁신:
나노 결정적 니켈 스트립 (알 크기 < 100nm): 강도는 800MPa로 증가하면서 25%의 연장도를 유지하며 더 얇은 사양 (0.05mm 이하) 에 적응합니다.
니켈 탄소 나노 튜브 복합 스트립: 전도도는 6.5 × 107 S / m로 증가하여 800V 고전압 플랫폼의 낮은 임피던스 요구 사항을 충족합니다.
프로세스 업그레이드:
지능형 초음파 용접: 인공지능 알고리즘을 통해 용접 전력 및 진폭을 실시간 모니터링하여 용접 관절의 수익률을 95%에서 99.5%로 증가시킵니다.
첨가품 제조니켈 스트립: 특수 모양의 배터리 모듈 디자인에 적응하기 위해 복잡한 구조의 니켈 스트립의 3D 프린팅 (스피럴 열 분산 채널과 같은)
지속가능한 개발
전기 없는 니켈 스트립 개발: 폐수 오염을 줄이기 위해 화학 증기 퇴적 (CVD) 을 통해 구리 기판 표면에 직접 니켈 층을 생성합니다.
니켈 스트립 재활용 시스템을 개선: 니켈 스트립과 배터리 셀의 손실 없는 분리를 달성하기 위해 전자기 인덕션 난방 기술을 사용하며 목표 재료 회수율은 ≥98%입니다.
요약
니켈 스트립새로운 에너지 차량 배터리의 "보이지 않지만 중요한" 핵심 부품이며, 그 성능은 전기, 기계,환경800V 고전압 플랫폼, 초고속 충전 기술, 그리고 고체전지 배터리 개발으로 닉셀 스트립은그리고 기능적 통합, 그리고 전력 배터리 기술에서의 돌파구를 계속 지원합니다. Collaborative innovation between car companies and material manufacturers (such as the joint research and development of nickel strip by CATL and Baosteel Metal) will become a key driving force for the advancement of the industry.
니켈 스트립은 새로운 에너지 차량 배터리 (특히 파워 배터리) 의 전기 연결, 구조적 지원 및 안전 보호와 같은 핵심 기능을 수행합니다.그들의 성능은 신뢰성에 직접 영향을 미칩니다.다음에는 두 가지 측면: 특정 응용 시나리오와 기술적 요구 사항에서 상세한 분석이 있습니다.
I. 신 에너지 차량 배터리에 니켈 스트립의 특수 적용
1배터리 셀 사이의 전기 연결: 전극 탭 용접 및 버스 바
적용 시나리오:
단 하나의 배터리 셀의 양전자와 음전자 탭 (긍정 알루미늄 탭, 부정 구리 탭) 을 모듈의 버스바와 연결하여 전류 경로를 형성합니다.
전형적인 사례: 테슬라의 4680 배터리 모듈에서니켈 스트립배터리 셀 탭을 레이저 용접을 통해 스테인리스 스틸 버스 바에 연결하여 최대 150A의 연속 방출 전류를 지원합니다.
핵심 역할:
접촉 저항 (목적 < 2mΩ) 을 줄이고 에너지 손실을 줄이고 배터리 효율을 향상시킵니다.
탭의 지역 과열을 피하기 위해 전류 밀도를 분산합니다 (예를 들어 빠른 충전 중에 ≤80°C의 온도를 조절합니다).
2모듈 구조 고정 및 스트레스 버퍼
적용 시나리오:
세포 사이의 연결 조각으로서, 세포의 위치는 점 용접 또는 레이저 용접에 의해 고정됩니다.일반적으로 사각형 알루미늄 껍질 배터리 (CATL CTP 모듈과 같이) 와 소프트 팩 배터리 (LG New Energy 포스 배터리와 같이) 에 사용됩니다..
핵심 기능:
충전 및 방하 중에 셀의 부피 확장을 흡수합니다 (약 10% ~ 15%) 탭이 깨지거나 대막이 뚫리는 것을 방지하기 위해.
진동 아래 모듈의 구조적 안정성을 보장하기 위해 기계적 지원을 제공 (자동차의 거친 운전, 진동 주파수 5 ~ 2000Hz와 같은).
3안전 보호 부품: 피지 벨트 및 과류 보호
적용 시나리오:
융합 가능한 니켈 벨트 (국가적으로 얇거나 구멍이 난 구조) 로 설계되어 배터리 회로에서 연속으로 연결됩니다.
핵심 기능:
전류가 임계값을 초과하면 (단회 전류> 500A) 니켈 벨트는 세포 전에 융합되어 회로를 차단하고 열 도출을 방지합니다.
반응 시간은 10ms 내에서 제어되어야 하며, 안전성을 보장하기 위해 녹음 후 단열 저항은 ≥100MΩ가어야 합니다.
4열 관리 시스템 통합
적용 시나리오:
열 전달 매체로서 배터리 셀의 열을 모듈 물 냉각판 또는 껍질로 전달하며 열 전도성 실리콘 기름과 함께 사용됩니다.
핵심 기능:
열 전도성은 ≥90W/ ((m・K) 이어야 하며, 목표는 지역 과열로 인한 용량 붕괴를 피하기 위해 배터리 셀 사이의 온도 차이를 ≤2°C로 제어하는 것입니다.
일부 니켈 스트립은 마이크로 채널 구조로 설계되어 액체 냉각 파이프에 내장되어 열 분비 효율을 향상시킵니다 (예를 들어 BYD 블레이드 배터리의 간접 냉각 솔루션).
5프로세스 및 신뢰성 요구 사항
차원 정확성: 두께 허용 ±5% (예를 들어 0.1mm)니켈 스트립용도 ±0.005mm), 너비 용도 ±0.1mm, 자동 용접 장비의 적응성을 보장합니다.
표면 품질:
거칠성 Ra≤1.6μm, 대막을 뚫는 튀김을 피합니다.
산화 색상, 오일 얼룩, 용접 표면은 용접 신뢰성을 향상시키기 위해 니켈-포스포스 합금 (플래팅 두께 2 ~ 5μm) 으로 가전화해야합니다.
추적성: 팩 번호, 화학 성분 (Ni≥99.5%, 불순물 Fe≤0.1%, Cu≤0.05%),질 관리 시스템 IATF 16949의 요구 사항을 충족하기 위해 니켈 스트립의 기계적 특성 데이터가 기록되어야합니다..
II. 전형적인 기술 과제와 해결책
1높은 에너지 밀도에서 초 얇은 요구 사항
도전: 배터리 팩의 에너지 밀도를 높이기 위해 (목적 ≥300Wh/kg)니켈 스트립0.15mm에서 0.08mm 이하로 줄여야하지만 강도를 감소시키는 것이 쉽습니다.
해결책:
추운 롤링 + 굽기 과정을 사용하여 곡물 정제 (평균 곡물 크기 ≤10μm) 를 통해 강도와 유연성을 향상시킵니다.
니켈-그래핀 복합 테이프를 개발합니다. 5%의 그래핀 함유량은 95% 이상의 전도성을 유지하면서 팽창 강도를 30% 증가시킬 수 있습니다.
2. 빠른 충전 시나리오에서 열 분산 최적화
도전: 480kW 초고속 충전 도중, 니켈 테이프 연결점의 온도는 150°C를 초과할 수 있으며, 이로 인해 니켈 산화 또는 용매 관절이 고장날 수 있습니다.
해결책:
니켈 테이프의 표면에 실버 플래팅 ( 두께 1 ~ 2μm) 은 열 전도성을 420W / ((m・K) 로 증가시키고 열 분산 효율은 50% 증가합니다.
열 분산 면적을 높이기 위해 틈이 닉엘 테이프 구조를 설계하고 마이크로 채널 액체 냉각과 협력하여 핫스팟 온도를 20°C 이상 줄이십시오.
3- 장수 요구 사항에 따른 항성화 기술
도전: ≥3000배의 주기가 있는 배터리에서는 니켈 테이프가 전해질과 장기적으로 접촉할 때 곡물 간 부식 현상이 발생할 수 있습니다.
해결책:
진공 니켈 접착 기술을 사용하여 전해질 침투를 방지하기 위해 비포러스 순수한 니켈 코팅 ( 두께 ≥3μm) 을 형성합니다.
패시베이션 필름 강화 프로세스를 개발하고, 전해질 산화를 통해 NiO 필름 두께를 5nm에서 20nm로 증가시키고, 부식 속도를 0.01μm/년으로 줄입니다.
III. 미래 기술 추세
물질 혁신:
나노 결정적 니켈 스트립 (알 크기 < 100nm): 강도는 800MPa로 증가하면서 25%의 연장도를 유지하며 더 얇은 사양 (0.05mm 이하) 에 적응합니다.
니켈 탄소 나노 튜브 복합 스트립: 전도도는 6.5 × 107 S / m로 증가하여 800V 고전압 플랫폼의 낮은 임피던스 요구 사항을 충족합니다.
프로세스 업그레이드:
지능형 초음파 용접: 인공지능 알고리즘을 통해 용접 전력 및 진폭을 실시간 모니터링하여 용접 관절의 수익률을 95%에서 99.5%로 증가시킵니다.
첨가품 제조니켈 스트립: 특수 모양의 배터리 모듈 디자인에 적응하기 위해 복잡한 구조의 니켈 스트립의 3D 프린팅 (스피럴 열 분산 채널과 같은)
지속가능한 개발
전기 없는 니켈 스트립 개발: 폐수 오염을 줄이기 위해 화학 증기 퇴적 (CVD) 을 통해 구리 기판 표면에 직접 니켈 층을 생성합니다.
니켈 스트립 재활용 시스템을 개선: 니켈 스트립과 배터리 셀의 손실 없는 분리를 달성하기 위해 전자기 인덕션 난방 기술을 사용하며 목표 재료 회수율은 ≥98%입니다.
요약
니켈 스트립새로운 에너지 차량 배터리의 "보이지 않지만 중요한" 핵심 부품이며, 그 성능은 전기, 기계,환경800V 고전압 플랫폼, 초고속 충전 기술, 그리고 고체전지 배터리 개발으로 닉셀 스트립은그리고 기능적 통합, 그리고 전력 배터리 기술에서의 돌파구를 계속 지원합니다. Collaborative innovation between car companies and material manufacturers (such as the joint research and development of nickel strip by CATL and Baosteel Metal) will become a key driving force for the advancement of the industry.
