बैटरी में निकेल स्ट्रिप की क्या भूमिका होती है?
निकेल स्ट्रिप्सलिथियम बैटरी निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो इसकी अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुणों और लिथियम बैटरी की कार्यात्मक आवश्यकताओं के साथ अत्यधिक संगत है।निम्नलिखित दो पहलुओं का विश्लेषण है: मुख्य कारण और विशिष्ट कार्य:
लिथियम बैटरी विनिर्माण में निकेल स्ट्रिप्स के मुख्य कारण
1उत्कृष्ट चालकता और स्थिरता
चालकता: शुद्ध निकेल की चालकता लगभग 5.9×107 S/m (केवल तांबे और चांदी के बाद दूसरी) है।जो बैटरी के अंदर वर्तमान के कुशल संचरण को सुनिश्चित कर सकता है और ऊर्जा हानि को कम कर सकता है.
पर्यावरण स्थिरताः लिथियम बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज की प्रक्रिया के दौरान (विशेष रूप से उच्च वोल्टेज और उच्च वर्तमान परिदृश्यों में), प्रतिरोध में उतार-चढ़ावनिकेल स्ट्रिप्सहै, और तापमान परिवर्तन (-40°C~85°C) के कारण खराब संपर्क पैदा करना आसान नहीं है।
2अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और रासायनिक संगतता
एंटी-इलेक्ट्रोलाइट संक्षारणः लिथियम बैटरी का इलेक्ट्रोलाइट ज्यादातर लिथियम हेक्साफ्लोरोफोस्फेट (LiPF6) का कार्बोनेट समाधान होता है, जो कमजोर अम्लीय होता है।निकल ऑक्साइड (NiO) निष्क्रियता फिल्म आसानी से निकल स्ट्रिप्स की सतह पर आगे जंग को रोकने के लिए बनता है, जबकि लोहा और एल्यूमीनियम जैसी धातुओं को इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा आसानी से काटा जाता है।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कोई खतरा नहींः निकल और लिथियम (Li) में कोई हिंसक साइड रिएक्शन नहीं होता है, जिससे सामग्री की विफलता या सुरक्षा के खतरे से बचा जा सकता है (बरा पट्टी की तुलना में, जो लिथियम के साथ मिश्र धातु बना सकती है,संरचनात्मक क्षति का कारण).
3उत्कृष्ट प्रसंस्करण प्रदर्शन और वेल्डिंग अनुकूलन क्षमता
लचीलापनः निकेल स्ट्रिप्स को 0.05 ~ 2 मिमी की अति पतली मोटाई तक संसाधित किया जा सकता है और उन्हें तोड़ना आसान नहीं है,परिशुद्धता बैटरी (जैसे नरम पैक बैटरी और बेलनाकार बैटरी) के कॉम्पैक्ट अंतरिक्ष लेआउट के लिए उपयुक्त.
वेल्डिंग विश्वसनीयताः निकेल स्ट्रिप्स और टैब (आमतौर पर एल्यूमीनियम या तांबा) और खोल (स्टेनलेस स्टील / एल्यूमीनियम) अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग और लेजर वेल्डिंग के माध्यम से मजबूती से जुड़े जा सकते हैं,और वेल्ड की तन्यता शक्ति 50~100MPa तक पहुंच सकती है, जो कि पारंपरिक नाइटिंग या ग्लूइंग प्रक्रियाओं की तुलना में बहुत अधिक है।
4लागत और सुरक्षा के बीच संतुलन
लागत-प्रभावशीलताः यद्यपि लागत अधिक हैनिकेलयुक्त स्टील स्ट्रिप्स, यह शुद्ध तांबे की पट्टी से कम है, और व्यापक प्रदर्शन (चालानशीलता, संक्षारण प्रतिरोध, वेल्डिंग) बेहतर है, बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
सुरक्षा रिडंडेंसीः निकेल स्ट्रिप्स में एक निश्चित स्तर की लचीलापन होती है जो चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान बैटरी के वॉल्यूम विस्तार को बफर कर सकती है (लगभग 10% ~ 20%),टैब टूटने या शॉर्ट सर्किट के जोखिम को कम करना.
II. लिथियम बैटरी में निकेल स्ट्रिप्स की विशिष्ट भूमिका
1. टैब कनेक्शन और वर्तमान संवहन
क्रिया परिदृश्य: सकारात्मक और नकारात्मक टैब को बाहरी सर्किट (जैसे बैटरी मॉड्यूल का बसबार) से कनेक्ट करें ताकि एक वर्तमान पथ बन सके।
प्रमुख मानः
टैब के बीच कम प्रतिबाधा कनेक्शन सुनिश्चित करें (सकारात्मक एल्यूमीनियम पन्नी,नकारात्मक तांबा पन्नी) और बाहरी कंडक्टर बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को कम करने के लिए (आमतौर पर आंतरिक प्रतिरोध को < 5mΩ तक बढ़ाएं).
स्थानीय ओवरहीटिंग से बचने के लिए वर्तमान घनत्व को टैब पर फैलाएं (जैसे कि एक बड़ी धारा के साथ डिस्चार्ज करते समय, निकल पट्टी तापमान को ≤60°C पर नियंत्रित कर सकती है) ।
2बैटरी मॉड्यूल का संरचनात्मक समर्थन और निर्धारण
क्रिया परिदृश्य: मॉड्यूल में कोशिकाओं के बीच एक कनेक्शन टुकड़ा के रूप में, सेल की स्थिति को तय करें और यांत्रिक तनाव प्रेषित करें।
प्रमुख मानः
निकेल पट्टी के लोचदार विरूपण का उपयोग कंपन ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए करें (जैसे कार के ड्राइविंग के दौरान टक्कर) और कोशिका विस्थापन के कारण डायफ्राम छिद्रण के जोखिम को कम करें।
अल्ट्रा-पतली निकेल स्ट्रिप्स (जैसे 0.1 मिमी) सेल की सतह पर करीब से फिट हो सकती हैं, मॉड्यूल स्थान की बचत और ऊर्जा घनत्व (लगभग 5 ~ 10Wh / L) को बढ़ाती हैं।
3सुरक्षा संरक्षण और थर्मल प्रबंधन सहायता
फ्यूज सुरक्षाः कुछनिकेल स्ट्रिप्सफ्यूज करने योग्य संरचनाओं (जैसे खोखले या पतले क्षेत्रों) के रूप में डिज़ाइन किए गए हैं। जब बैटरी ओवर करंट (जैसे कि शॉर्ट सर्किट करंट > 100A) में होती है, तो निकेल स्ट्रिप बैटरी सेल से पहले फ्यूज हो जाती है,सर्किट काटें, और थर्मल रनआउट को रोकें।
गर्मी संवहन और गर्मी अपव्ययः निकल पट्टी की थर्मल चालकता 90W/(m·K है, जो बैटरी सेल की गर्मी को मॉड्यूल खोल या पानी शीतलन प्लेट में स्थानांतरित कर सकती है।थर्मल कंडक्टिव गोंद के साथ प्रयोग में, थर्मल प्रतिरोध को 30%~50% तक कम किया जा सकता है।
4प्रक्रिया संगतता और मानकीकृत उत्पादन
स्वचालन अनुकूलन: निकेल स्ट्रिप्स को उच्च गति से पंचिंग और रोलिंग द्वारा बनाया जा सकता है और लिथियम बैटरी उत्पादन लाइनों की घुमावदार, लेमिनेशन और अन्य स्वचालित प्रक्रियाओं के अनुकूल हो सकता है,एक उत्पादन दक्षता 50 ~ 100 टुकड़े / मिनट के साथ.
एकीकृत उद्योग मानक:मुख्यधारा के लिथियम बैटरी निर्माता (जैसे CATL और Panasonic) आपूर्ति श्रृंखला सहयोग और गुणवत्ता नियंत्रण की सुविधा के लिए मानक कनेक्शन सामग्री के रूप में निकल स्ट्रिप्स का उपयोग करते हैं.
III. भविष्य के रुझानः प्रदर्शन में सुधार और सामग्री नवाचार
अल्ट्रा-पतली और कम्पोजिटः चालकता और लचीलापन में और सुधार के लिए 0.03 मिमी से कम मोटाई वाली निकेल स्ट्रिप्स या निकेल-कापर-ग्राफीन कम्पोजिट स्ट्रिप्स विकसित करें।
नो-प्लेटिंगः लागत कम करने और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार के लिए पारंपरिक निकेल-प्लेटिंग को नैनो-कोटिंग तकनीक (जैसे हीरे जैसी कोटिंग) से बदलें।
पुनर्चक्रण: दक्ष विघटन प्रौद्योगिकी पर अनुसंधाननिकेल स्ट्रिप्स(जैसे कि कम तापमान वाले भंगुर फ्रैक्चर सेपरेशन), जिसका उद्देश्य सर्कुलर इकोनॉमी की जरूरतों के अनुरूप निकेल रिकवरी दर को वर्तमान 70% से बढ़ाकर 95% से अधिक करना है।
निकेल स्ट्रिप्स अभी भी लिथियम बैटरी कनेक्शन सामग्री के "स्वर्ण मानक" हैं, उनके व्यापक प्रदर्शन लाभों के साथ, और उनकी भूमिका अपरिवर्तनीय है।चूंकि बैटरी प्रौद्योगिकी उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबे जीवन की ओर विकसित होती है, निकेल स्ट्रिप्स के प्रदर्शन अनुकूलन और अभिनव अनुप्रयोग उद्योग का ध्यान केंद्रित करना जारी रखेंगे।
बैटरी में निकेल स्ट्रिप की क्या भूमिका होती है?
निकेल स्ट्रिप्सलिथियम बैटरी निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो इसकी अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुणों और लिथियम बैटरी की कार्यात्मक आवश्यकताओं के साथ अत्यधिक संगत है।निम्नलिखित दो पहलुओं का विश्लेषण है: मुख्य कारण और विशिष्ट कार्य:
लिथियम बैटरी विनिर्माण में निकेल स्ट्रिप्स के मुख्य कारण
1उत्कृष्ट चालकता और स्थिरता
चालकता: शुद्ध निकेल की चालकता लगभग 5.9×107 S/m (केवल तांबे और चांदी के बाद दूसरी) है।जो बैटरी के अंदर वर्तमान के कुशल संचरण को सुनिश्चित कर सकता है और ऊर्जा हानि को कम कर सकता है.
पर्यावरण स्थिरताः लिथियम बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज की प्रक्रिया के दौरान (विशेष रूप से उच्च वोल्टेज और उच्च वर्तमान परिदृश्यों में), प्रतिरोध में उतार-चढ़ावनिकेल स्ट्रिप्सहै, और तापमान परिवर्तन (-40°C~85°C) के कारण खराब संपर्क पैदा करना आसान नहीं है।
2अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और रासायनिक संगतता
एंटी-इलेक्ट्रोलाइट संक्षारणः लिथियम बैटरी का इलेक्ट्रोलाइट ज्यादातर लिथियम हेक्साफ्लोरोफोस्फेट (LiPF6) का कार्बोनेट समाधान होता है, जो कमजोर अम्लीय होता है।निकल ऑक्साइड (NiO) निष्क्रियता फिल्म आसानी से निकल स्ट्रिप्स की सतह पर आगे जंग को रोकने के लिए बनता है, जबकि लोहा और एल्यूमीनियम जैसी धातुओं को इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा आसानी से काटा जाता है।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कोई खतरा नहींः निकल और लिथियम (Li) में कोई हिंसक साइड रिएक्शन नहीं होता है, जिससे सामग्री की विफलता या सुरक्षा के खतरे से बचा जा सकता है (बरा पट्टी की तुलना में, जो लिथियम के साथ मिश्र धातु बना सकती है,संरचनात्मक क्षति का कारण).
3उत्कृष्ट प्रसंस्करण प्रदर्शन और वेल्डिंग अनुकूलन क्षमता
लचीलापनः निकेल स्ट्रिप्स को 0.05 ~ 2 मिमी की अति पतली मोटाई तक संसाधित किया जा सकता है और उन्हें तोड़ना आसान नहीं है,परिशुद्धता बैटरी (जैसे नरम पैक बैटरी और बेलनाकार बैटरी) के कॉम्पैक्ट अंतरिक्ष लेआउट के लिए उपयुक्त.
वेल्डिंग विश्वसनीयताः निकेल स्ट्रिप्स और टैब (आमतौर पर एल्यूमीनियम या तांबा) और खोल (स्टेनलेस स्टील / एल्यूमीनियम) अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग और लेजर वेल्डिंग के माध्यम से मजबूती से जुड़े जा सकते हैं,और वेल्ड की तन्यता शक्ति 50~100MPa तक पहुंच सकती है, जो कि पारंपरिक नाइटिंग या ग्लूइंग प्रक्रियाओं की तुलना में बहुत अधिक है।
4लागत और सुरक्षा के बीच संतुलन
लागत-प्रभावशीलताः यद्यपि लागत अधिक हैनिकेलयुक्त स्टील स्ट्रिप्स, यह शुद्ध तांबे की पट्टी से कम है, और व्यापक प्रदर्शन (चालानशीलता, संक्षारण प्रतिरोध, वेल्डिंग) बेहतर है, बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
सुरक्षा रिडंडेंसीः निकेल स्ट्रिप्स में एक निश्चित स्तर की लचीलापन होती है जो चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान बैटरी के वॉल्यूम विस्तार को बफर कर सकती है (लगभग 10% ~ 20%),टैब टूटने या शॉर्ट सर्किट के जोखिम को कम करना.
II. लिथियम बैटरी में निकेल स्ट्रिप्स की विशिष्ट भूमिका
1. टैब कनेक्शन और वर्तमान संवहन
क्रिया परिदृश्य: सकारात्मक और नकारात्मक टैब को बाहरी सर्किट (जैसे बैटरी मॉड्यूल का बसबार) से कनेक्ट करें ताकि एक वर्तमान पथ बन सके।
प्रमुख मानः
टैब के बीच कम प्रतिबाधा कनेक्शन सुनिश्चित करें (सकारात्मक एल्यूमीनियम पन्नी,नकारात्मक तांबा पन्नी) और बाहरी कंडक्टर बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को कम करने के लिए (आमतौर पर आंतरिक प्रतिरोध को < 5mΩ तक बढ़ाएं).
स्थानीय ओवरहीटिंग से बचने के लिए वर्तमान घनत्व को टैब पर फैलाएं (जैसे कि एक बड़ी धारा के साथ डिस्चार्ज करते समय, निकल पट्टी तापमान को ≤60°C पर नियंत्रित कर सकती है) ।
2बैटरी मॉड्यूल का संरचनात्मक समर्थन और निर्धारण
क्रिया परिदृश्य: मॉड्यूल में कोशिकाओं के बीच एक कनेक्शन टुकड़ा के रूप में, सेल की स्थिति को तय करें और यांत्रिक तनाव प्रेषित करें।
प्रमुख मानः
निकेल पट्टी के लोचदार विरूपण का उपयोग कंपन ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए करें (जैसे कार के ड्राइविंग के दौरान टक्कर) और कोशिका विस्थापन के कारण डायफ्राम छिद्रण के जोखिम को कम करें।
अल्ट्रा-पतली निकेल स्ट्रिप्स (जैसे 0.1 मिमी) सेल की सतह पर करीब से फिट हो सकती हैं, मॉड्यूल स्थान की बचत और ऊर्जा घनत्व (लगभग 5 ~ 10Wh / L) को बढ़ाती हैं।
3सुरक्षा संरक्षण और थर्मल प्रबंधन सहायता
फ्यूज सुरक्षाः कुछनिकेल स्ट्रिप्सफ्यूज करने योग्य संरचनाओं (जैसे खोखले या पतले क्षेत्रों) के रूप में डिज़ाइन किए गए हैं। जब बैटरी ओवर करंट (जैसे कि शॉर्ट सर्किट करंट > 100A) में होती है, तो निकेल स्ट्रिप बैटरी सेल से पहले फ्यूज हो जाती है,सर्किट काटें, और थर्मल रनआउट को रोकें।
गर्मी संवहन और गर्मी अपव्ययः निकल पट्टी की थर्मल चालकता 90W/(m·K है, जो बैटरी सेल की गर्मी को मॉड्यूल खोल या पानी शीतलन प्लेट में स्थानांतरित कर सकती है।थर्मल कंडक्टिव गोंद के साथ प्रयोग में, थर्मल प्रतिरोध को 30%~50% तक कम किया जा सकता है।
4प्रक्रिया संगतता और मानकीकृत उत्पादन
स्वचालन अनुकूलन: निकेल स्ट्रिप्स को उच्च गति से पंचिंग और रोलिंग द्वारा बनाया जा सकता है और लिथियम बैटरी उत्पादन लाइनों की घुमावदार, लेमिनेशन और अन्य स्वचालित प्रक्रियाओं के अनुकूल हो सकता है,एक उत्पादन दक्षता 50 ~ 100 टुकड़े / मिनट के साथ.
एकीकृत उद्योग मानक:मुख्यधारा के लिथियम बैटरी निर्माता (जैसे CATL और Panasonic) आपूर्ति श्रृंखला सहयोग और गुणवत्ता नियंत्रण की सुविधा के लिए मानक कनेक्शन सामग्री के रूप में निकल स्ट्रिप्स का उपयोग करते हैं.
III. भविष्य के रुझानः प्रदर्शन में सुधार और सामग्री नवाचार
अल्ट्रा-पतली और कम्पोजिटः चालकता और लचीलापन में और सुधार के लिए 0.03 मिमी से कम मोटाई वाली निकेल स्ट्रिप्स या निकेल-कापर-ग्राफीन कम्पोजिट स्ट्रिप्स विकसित करें।
नो-प्लेटिंगः लागत कम करने और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार के लिए पारंपरिक निकेल-प्लेटिंग को नैनो-कोटिंग तकनीक (जैसे हीरे जैसी कोटिंग) से बदलें।
पुनर्चक्रण: दक्ष विघटन प्रौद्योगिकी पर अनुसंधाननिकेल स्ट्रिप्स(जैसे कि कम तापमान वाले भंगुर फ्रैक्चर सेपरेशन), जिसका उद्देश्य सर्कुलर इकोनॉमी की जरूरतों के अनुरूप निकेल रिकवरी दर को वर्तमान 70% से बढ़ाकर 95% से अधिक करना है।
निकेल स्ट्रिप्स अभी भी लिथियम बैटरी कनेक्शन सामग्री के "स्वर्ण मानक" हैं, उनके व्यापक प्रदर्शन लाभों के साथ, और उनकी भूमिका अपरिवर्तनीय है।चूंकि बैटरी प्रौद्योगिकी उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबे जीवन की ओर विकसित होती है, निकेल स्ट्रिप्स के प्रदर्शन अनुकूलन और अभिनव अनुप्रयोग उद्योग का ध्यान केंद्रित करना जारी रखेंगे।
