Strisce di nichel per batterie resistenti alla corrosione

Batteria resistente alla corrosioneStrisce di nichel: Trattamento di passivazione superficiale, prevenzione dell'ossidazione in ambienti umidi, estensione della durata della batteria

Terminologia chiave e meccanismo di prestazione fondamentale

• Strisce di nichel di batterie resistenti alla corrosione: La definizione del prodotto di base, riferendosi a:di acciaio(in genere di alta purezza 99,95%+ di nichel o leghe di nichel) migliorate con trattamenti anti-corrosionedi acciaioQueste strisce sono progettate per mantenere una conduttività elettrica stabile e l'integrità strutturale nei pacchetti di batterie (ad es.Batterie per veicoli elettrici, sistemi di accumulo di energia, elettronica portatile) esposti all'umidità, garantendo un funzionamento affidabile a lungo termine.
• Trattamento di passivazione superficiale: il processo anticorrosivo critico che costituisce unpellicola protettiva sottile, densa e inerteA differenza dei rivestimenti temporanei (ad esempio, protettori a base di olio), la passivazione crea un legame chimico con il substrato di nichel, con conseguente filmato che è:
  • Composizione: composto principalmente da ossidi di nichel (NiO, Ni2O3) e tracce di sottoprodotti passivanti (ad esempio, cromato, fosfato o silicato, a seconda del metodo di passivazione).Per applicazioni a batteria (in cui la compatibilità degli elettroliti è fondamentale),passivazione senza cromati(ad esempio, passivazione fosfatata) è comunemente usata per evitare che sostanze tossiche si infiltrino nella batteria.
  • Spessore: ultra-sottile (20-100 nm), che garantisce di non aumentare la resistenza al contatto o interferire con la saldatura (un requisito fondamentale per le interconnessioni delle batterie).
  • Adesione: molto aderente alla superficie del nichel, resistente allo sbucciamento o all'usura durante l'assemblaggio della batteria (ad esempio, saldatura ad ultrasuoni, piegatura) o l'uso a lungo termine.
• Prevenzione dell'ossidazione in ambienti umidi: Le condizioni umide (ad esempio, i sottocarri dei veicoli elettrici esposti alla pioggia, l'elettronica portatile utilizzata in climi tropicali, i sistemi di stoccaggio dell'energia in magazzini umidi) accelerano l'ossidazione del nichel:il nichel standard reagisce con l'umidità e l'ossigeno per formare un liquidoLa pellicola di passivazione affronta questo problema:
  • Agendo comebarrieraTra il nichel e l'umidità/ossigeno esterno, bloccando la reazione di ossidazione alla fonte.
  • Autoreparazione (in misura limitata): se il film viene leggermente graffiato (ad esempio durante l'assemblaggio), il nichel esposto reagisce con passivatori residui o ossigeno ambiente per riformare uno strato protettivo sottile,prevenire ulteriori corrosioni.
    Anche a 85% di umidità relativa (RH) e a 85°C (standard comune di prova ambientale delle batterie), le strisce di nichel passivate mostrano un aumento della resistenza superficiale < 0,1% dopo 1000 ore rispetto a > 5% per le strisce non passivate.
• Prolungare la durata della batteria: corrosione didi acciaioè una delle principali cause di guasto prematuro dei pacchetti di batterie, in quanto porta a due problemi critici:
  1. Aumento delle perdite correnti: le scaglie di ossido o i prodotti di corrosione aumentano la resistenza al contatto tra lestrisce di nichelIn questo modo, la capacità di carica/scarica della batteria può diminuire del 10­20%.
  2. Fallimento strutturale: La corrosione indebolisce la resistenza meccanica della striscia di nichel, causandone la crepa o la rottura sotto vibrazioni (ad esempio, guida di veicoli elettrici) o carichi ciclici (carica/scarica).Questo provoca una improvvisa disconnessione cellulare., con conseguente spegnimento del PACK o addirittura fuga termica (se le particelle di corrosione sciolte causano cortocircuiti).
     Prevenendo l'ossidazione e la corrosione, le strisce di nichel passivate mantengono una bassa resistenza al contatto e l'integrità strutturale, prolungando la durata effettiva della batteria del 20% al 30% (ad esempio da 1,5% a 1,5%).000 cicli di ricarica fino a 1,200 ≈ 1.300 cicli per le batterie per veicoli elettrici).

Metodi comuni di passivazione per le strisce di nichel delle batterie

Ulteriori vantaggi per i pacchetti a batteria

1. Miglioramento della saldabilità: il film di passivazione sottile non interferisce con la saldatura ad ultrasuoni o laser, a differenza dei rivestimenti spessi (ad esempio, galvanoplastica), si vaporizza rapidamente durante la saldatura, garantendo una fortelegami a bassa resistenza tra la striscia e le schede delle celle.
2. Riduzione della contaminazione da elettroliti: La passivazione impedisce ai fiocchi di ossido di nichel di precipitare nell'elettrolita della batteria, il che può causare degradazione dell'elettrolita (ad esempio, formazione di dendriti di litio) e cortocircuiti.
3. Prestazioni elettriche costanti: mantenendo una superficie pulita e a bassa resistenza, le strisce passivate garantiscono un trasferimento di corrente stabile anche in condizioni umide,evitare cadute di tensione o interferenze del segnale nei sistemi di gestione delle batterie (BMS).

Scenari tipici di applicazione

• Veicoli elettrici e ibridi: batterie installate nei carrelli (esposti a pioggia, sale stradale e umidità) o nei comparti motori (alta umidità + fluttuazioni di temperatura).
• Elettronica di consumo portatile: smartphone, tablet e dispositivi indossabili utilizzati in ambienti umidi (es. palestre, regioni tropicali) o soggetti a esposizione accidentale all'acqua.
• Immagazzinamento di energia all'aperto: batterie solari off-grid, sistemi di alimentazione di riserva per le zone remote (esposte a pioggia, rugiada e umidità elevata).
• Attrezzature marine e subacquee: droni sommergibili, sensori marini o batterie per imbarcazioni (resistenti all'umidità e alla corrosione dell'acqua salata).