ニッケルストライプは,電気接続,構造サポート,および新エネルギー車両電池 (特に電源電池) の安全保護などの主要な機能を果たします.その性能が信頼性に直接影響します具体的応用シナリオと技術要求の2つの側面から詳細な分析です.
I. 新エネルギー車両のバッテリーにニッケルストライプの特殊適用
1電池電池間の電気接続:電極タブ溶接とバスバー
応用シナリオ:
単一の電池セルの正電極と負電極タブ (正アルミタブ,負銅タブ) をモジュール内のバスバーと接続して電流経路を形成する.
典型的なケースは テスラの4680電池モジュールでニッケルストライプバッテリーセルタブをレーザー溶接で不老鋼バスバーに接続し,最大150Aの連続放電電電流に対応する.
主な役割:
接触抵抗 (目標 < 2mΩ) を減らし,エネルギー損失を削減し,バッテリーの効率を向上させる.
タブの局所的な過熱を避けるために電流密度を分散する (例えば,高速充電中に温度を ≤80°Cで制御する).
2モジュール構造の固定とストレスのバッファリング
応用シナリオ:
細胞間の接続部品として,細胞の位置はスポット溶接またはレーザー溶接によって固定されます.一般的に,正方形アルミ殻電池 (CATL CTPモジュールなど) とソフトパック電池 (LG New Energy ポッチ電池など) に使用されます..
基本機能:
充電と放電の際に電池の体積膨張を吸収する (約10%~15%) タンクが破裂したり,弁が穴を開くのを防ぐ.
振動下でのモジュールの構造的安定性を確保するための機械的サポート (自動車の不安定運転,振動周波数5~2000Hzなど)
3安全保護部品:シューズベルトと過電防止
応用シナリオ:
融合可能なニッケルベルト (局所的に薄くされた構造や空洞構造など) として設計され,バッテリー回路に連続接続されています.
基本機能:
電流が制限値を超えると (短回路電流> 500A など) セルの前にニッケルベルトが溶け込み,電路を切断し,熱脱出を防ぐ.
応答時間は10ms以内に制御され,安全性を確保するために,溶解後の隔熱抵抗は≥100MΩである必要があります.
4熱管理システムの統合
応用シナリオ:
熱伝達媒質として,電池電池の熱をモジュール水冷却プレートまたはシェルに転送し,熱伝導性シリコン油脂と併用される.
基本機能:
熱伝導性は ≥90W/(m・Kで,局所的な過熱による容量衰退を避けるため,バッテリーセル間の温度差を ≤2°Cに制御することが目的です.
一部のニッケルストライプはマイクロチャネル構造として設計され,液体冷却パイプに埋め込まれ,熱消耗効率を向上させる (BYDブレード電池の間接冷却溶液など).
5プロセスと信頼性の要件
寸法精度:厚さ許容度 ±5% (例えば0.1mm)ニッケルストライプ自動溶接機器の適応性を確保するために,幅の容積 ±0.005mm),幅の容積 ±0.1mm
表面の質:
粗さ Ra≤1.6μm,弁を刺すバレーを避ける.
酸化色,油の汚れがないため,溶接の信頼性を向上させるために,溶接面はニッケル・リン酸化合金 (溶接厚さ2~5μm) で電圧塗装する必要があります.
追跡可能性: パート番号,化学組成 (Ni≥99.5%,不純物 Fe≤0.1%,Cu≤0.05%),IATF 16949 品質管理システムの要件を満たすため,ニッケルストライプのデータと機械的特性を記録する必要があります..
II. 典型的な技術的課題と解決策
1高エネルギー密度下での超薄型要求
バッテリーパックのエネルギー密度 (目標 ≥300Wh/kg) を高めるために,ニッケルストライプ0.15mmから0.08mm未満に縮小する必要がありますが,強度低下を引き起こすのは簡単です.
解決策:
粒の精製により強度と柔らかさを向上させるため,冷式ローリング+アニールプロセスを使用する (平均粒の大きさ ≤10μm).
5%のグラフェン含有量で 拉伸強度を30%向上させ 95%以上の伝導性を維持します
2. 急速充電シナリオにおける熱消耗の最適化
課題: 480kWの超高速充電中に,ニッケルテープの接続点の温度が150°Cを超え,ニッケル酸化または溶接関節の故障を引き起こす可能性があります.
解決策:
ニッケルテープの表面に銀塗装 (厚さ1~2μm) が施されることで,熱伝導性が420W/ ((m・K) に増加し,熱消耗効率は50%増加する.
熱消散面積を増やすために,数字を挟んだニッケルテープ構造を設計し,ホットスポット温度を20°C以上減らすためにマイクロチャネル液体冷却と協力します.
3耐腐蝕技術 耐久性要求
課題: サイクル寿命が3000倍以上のバッテリーでは,ニッケルテープが電解液と長期接触しているときに粒間腐食が発生する可能性があります.
解決策:
電気液の浸透を防止するために,真空ニッケル塗装技術を使用して,不孔の純ニッケルコーティング (厚さ≥3μm) を形成する.
消化フィルム強化プロセスを開発し,電解酸化によってNiOフィルムの厚さを5nmから20nmに増加させ,腐食率を0.01μm/年に削減する.
III. 将来の技術動向
物質革新
ナノ結晶ニッケルストライプ (粒の大きさ < 100nm):強度は800MPaに増加し,長さ25%を維持し,より薄い仕様 (0.05mm以下) に適応する.
ニッケル-炭素ナノチューブ複合ストリップ:導電性は6.5×107S/mに増加し,800V高電圧プラットフォームの低阻力要求を満たす.
プロセスのアップグレード:
インテリジェント超音波溶接:AIアルゴリズムによる溶接力と振幅のリアルタイムモニタリングにより,溶接関節の出力を95%から99.5%に引き上げる.
添加物製造ニッケルストライプ: 複雑な構造のニッケルストライプの3D印刷 (スパイラル式熱消散チャネルなど) を,特殊な形状の電池モジュール設計に適応させる.
持続可能な開発
電気のないニッケルストライプを開発: 廃棄水の汚染を減らすため,化学蒸気堆積 (CVD) を通して銅基板の表面に直接ニッケル層を生成する.
ニッケルストライプリサイクルシステムを改善する.ニッケルストライプとバッテリーセルを損失なく分離するために電磁気誘導加熱技術を使用し,目標材料回収率は≥98%である.
概要
ニッケルストライプ新しいエネルギー車両のバッテリーの"目に見えないが重要な"コアコンポーネントであり,その性能は,電気,機械,電池などの多次元的な厳しい要件を満たす必要があります.環境問題高電圧のプラットフォーム,超高速充電技術,固体電池の開発により ニッケルストライプは超薄で高強度な機能的統合電力電池技術の進歩を支援し続けます. 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.
ニッケルストライプは,電気接続,構造サポート,および新エネルギー車両電池 (特に電源電池) の安全保護などの主要な機能を果たします.その性能が信頼性に直接影響します具体的応用シナリオと技術要求の2つの側面から詳細な分析です.
I. 新エネルギー車両のバッテリーにニッケルストライプの特殊適用
1電池電池間の電気接続:電極タブ溶接とバスバー
応用シナリオ:
単一の電池セルの正電極と負電極タブ (正アルミタブ,負銅タブ) をモジュール内のバスバーと接続して電流経路を形成する.
典型的なケースは テスラの4680電池モジュールでニッケルストライプバッテリーセルタブをレーザー溶接で不老鋼バスバーに接続し,最大150Aの連続放電電電流に対応する.
主な役割:
接触抵抗 (目標 < 2mΩ) を減らし,エネルギー損失を削減し,バッテリーの効率を向上させる.
タブの局所的な過熱を避けるために電流密度を分散する (例えば,高速充電中に温度を ≤80°Cで制御する).
2モジュール構造の固定とストレスのバッファリング
応用シナリオ:
細胞間の接続部品として,細胞の位置はスポット溶接またはレーザー溶接によって固定されます.一般的に,正方形アルミ殻電池 (CATL CTPモジュールなど) とソフトパック電池 (LG New Energy ポッチ電池など) に使用されます..
基本機能:
充電と放電の際に電池の体積膨張を吸収する (約10%~15%) タンクが破裂したり,弁が穴を開くのを防ぐ.
振動下でのモジュールの構造的安定性を確保するための機械的サポート (自動車の不安定運転,振動周波数5~2000Hzなど)
3安全保護部品:シューズベルトと過電防止
応用シナリオ:
融合可能なニッケルベルト (局所的に薄くされた構造や空洞構造など) として設計され,バッテリー回路に連続接続されています.
基本機能:
電流が制限値を超えると (短回路電流> 500A など) セルの前にニッケルベルトが溶け込み,電路を切断し,熱脱出を防ぐ.
応答時間は10ms以内に制御され,安全性を確保するために,溶解後の隔熱抵抗は≥100MΩである必要があります.
4熱管理システムの統合
応用シナリオ:
熱伝達媒質として,電池電池の熱をモジュール水冷却プレートまたはシェルに転送し,熱伝導性シリコン油脂と併用される.
基本機能:
熱伝導性は ≥90W/(m・Kで,局所的な過熱による容量衰退を避けるため,バッテリーセル間の温度差を ≤2°Cに制御することが目的です.
一部のニッケルストライプはマイクロチャネル構造として設計され,液体冷却パイプに埋め込まれ,熱消耗効率を向上させる (BYDブレード電池の間接冷却溶液など).
5プロセスと信頼性の要件
寸法精度:厚さ許容度 ±5% (例えば0.1mm)ニッケルストライプ自動溶接機器の適応性を確保するために,幅の容積 ±0.005mm),幅の容積 ±0.1mm
表面の質:
粗さ Ra≤1.6μm,弁を刺すバレーを避ける.
酸化色,油の汚れがないため,溶接の信頼性を向上させるために,溶接面はニッケル・リン酸化合金 (溶接厚さ2~5μm) で電圧塗装する必要があります.
追跡可能性: パート番号,化学組成 (Ni≥99.5%,不純物 Fe≤0.1%,Cu≤0.05%),IATF 16949 品質管理システムの要件を満たすため,ニッケルストライプのデータと機械的特性を記録する必要があります..
II. 典型的な技術的課題と解決策
1高エネルギー密度下での超薄型要求
バッテリーパックのエネルギー密度 (目標 ≥300Wh/kg) を高めるために,ニッケルストライプ0.15mmから0.08mm未満に縮小する必要がありますが,強度低下を引き起こすのは簡単です.
解決策:
粒の精製により強度と柔らかさを向上させるため,冷式ローリング+アニールプロセスを使用する (平均粒の大きさ ≤10μm).
5%のグラフェン含有量で 拉伸強度を30%向上させ 95%以上の伝導性を維持します
2. 急速充電シナリオにおける熱消耗の最適化
課題: 480kWの超高速充電中に,ニッケルテープの接続点の温度が150°Cを超え,ニッケル酸化または溶接関節の故障を引き起こす可能性があります.
解決策:
ニッケルテープの表面に銀塗装 (厚さ1~2μm) が施されることで,熱伝導性が420W/ ((m・K) に増加し,熱消耗効率は50%増加する.
熱消散面積を増やすために,数字を挟んだニッケルテープ構造を設計し,ホットスポット温度を20°C以上減らすためにマイクロチャネル液体冷却と協力します.
3耐腐蝕技術 耐久性要求
課題: サイクル寿命が3000倍以上のバッテリーでは,ニッケルテープが電解液と長期接触しているときに粒間腐食が発生する可能性があります.
解決策:
電気液の浸透を防止するために,真空ニッケル塗装技術を使用して,不孔の純ニッケルコーティング (厚さ≥3μm) を形成する.
消化フィルム強化プロセスを開発し,電解酸化によってNiOフィルムの厚さを5nmから20nmに増加させ,腐食率を0.01μm/年に削減する.
III. 将来の技術動向
物質革新
ナノ結晶ニッケルストライプ (粒の大きさ < 100nm):強度は800MPaに増加し,長さ25%を維持し,より薄い仕様 (0.05mm以下) に適応する.
ニッケル-炭素ナノチューブ複合ストリップ:導電性は6.5×107S/mに増加し,800V高電圧プラットフォームの低阻力要求を満たす.
プロセスのアップグレード:
インテリジェント超音波溶接:AIアルゴリズムによる溶接力と振幅のリアルタイムモニタリングにより,溶接関節の出力を95%から99.5%に引き上げる.
添加物製造ニッケルストライプ: 複雑な構造のニッケルストライプの3D印刷 (スパイラル式熱消散チャネルなど) を,特殊な形状の電池モジュール設計に適応させる.
持続可能な開発
電気のないニッケルストライプを開発: 廃棄水の汚染を減らすため,化学蒸気堆積 (CVD) を通して銅基板の表面に直接ニッケル層を生成する.
ニッケルストライプリサイクルシステムを改善する.ニッケルストライプとバッテリーセルを損失なく分離するために電磁気誘導加熱技術を使用し,目標材料回収率は≥98%である.
概要
ニッケルストライプ新しいエネルギー車両のバッテリーの"目に見えないが重要な"コアコンポーネントであり,その性能は,電気,機械,電池などの多次元的な厳しい要件を満たす必要があります.環境問題高電圧のプラットフォーム,超高速充電技術,固体電池の開発により ニッケルストライプは超薄で高強度な機能的統合電力電池技術の進歩を支援し続けます. 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.
