Waarom wordt in de productie van lithiumbatterijen vaak nikkelstrook gebruikt?

Welke rol speelt de nikkelstrook in een batterij?

Nickelstroken worden veel gebruikt bij de productie van lithiumbatterijen, wat zeer overeenkomt met de unieke fysische en chemische eigenschappen en de functionele vereisten van lithiumbatterijen.Hieronder volgt een analyse van twee aspecten:: fundamentele redenen en specifieke functies:

I. De belangrijkste redenen voor nikkelstroken in de productie van lithiumbatterijen

1Uitstekende geleidbaarheid en stabiliteit

Leidingkracht: De geleidbaarheid van puur nikkel is ongeveer 5,9 × 107 S/m (alleen gevolgd door koper en zilver),die een efficiënte overdracht van stroom in de batterij kan garanderen en energieverlies kan verminderen.

Milieustabiliteit: tijdens het opladen en ontladen van lithiumbatterijen (vooral in scenario's met hoge spanning en hoge stroom) is de weerstandsschommeling van nikkelstroken gering,en het is niet gemakkelijk om slecht contact te veroorzaken als gevolg van temperatuurveranderingen (-40°C~85°C).

2. Goede corrosiebestendigheid en chemische compatibiliteit

Anti-electrolytcorrosie: de elektrolyt van lithiumbatterijen is voornamelijk een koolzuuroplossing van lithiumhexafluorfosfaat (LiPF6), dat zwak zuur is.Een passivatiefilm van nikkeloxide (NiO) wordt gemakkelijk gevormd op het oppervlak van nikkelstroken om verdere corrosie te voorkomen, terwijl metalen zoals ijzer en aluminium gemakkelijk door elektrolyten worden gecorrodieerd.

Geen risico op chemische reacties: Nikkel en lithium (Li) hebben geen gewelddadige bijwerkingen, waardoor materiaalfalen of veiligheidsrisico's worden vermeden (in vergelijking met koperstrips, die legeringen met lithium kunnen vormen,veroorzaken van structurele schade).
3Uitstekende verwerkingsprestaties en lasadaptabiliteit
Ductiliteit: nikkelstroken kunnen worden verwerkt tot ultradunne diktes van 0,05 tot 2 mm en zijn niet gemakkelijk te breken,met een vermogen van meer dan 50 W, maar niet meer dan 150 W,.
betrouwbaarheid van het lassen: nikkelstroken en -plaatjes (meestal van aluminium of koper) en schelpen (roestvrij staal/aluminium) kunnen stevig worden verbonden door middel van ultrasone lassen en laserlassen,en de treksterkte van de las kan 50~100MPa bereiken, die veel hoger is dan bij traditionele nietten of lijmprocessen.
4- evenwicht tussen kosten en veiligheid
Kosteneffectiviteit: Hoewel de kosten hoger zijn dan die van nikkelplaatstalen banden, zijn ze lager dan die van puur koper.Het is beter., geschikt voor grootschalige industriële productie.
Veiligheidsredundantie: Nikkelstroken hebben een zekere mate van flexibiliteit, waardoor de uitbreiding van het volume van de batterij tijdens opladen en losladen (ongeveer 10% ~ 20%) kan worden geboufferd.vermindering van het risico op het breken van de tablet of kortsluiting.

II. De specifieke rol van nikkelstroken in lithiumbatterijen

1. Tab verbinding en stroomgeleiding

Actiescenario: verbind de positieve en negatieve tabbladen met het externe circuit (zoals de busbalk van de batterijmodule) om een stroompad te vormen.

Sleutelwaarde:

Zorg voor een laag-impedantieverbinding tussen de tabs (positieve aluminiumfolie,negatieve koperen folie) en de externe geleider om de interne weerstand van de batterij te verminderen (meestal verhoogt de interne weerstand met < 5mΩ).

Verspreiden van de stroomdichtheid bij de schroeven om lokale oververhitting te voorkomen (bijvoorbeeld bij het ontladen met een grote stroom kan de nikkelstrook de temperatuur bij ≤ 60 °C regelen).

2. Structurele ondersteuning en bevestiging van batterijmodules

Actiescenario: als verbindingsstuk tussen de cellen in de module, de cellenpositie vaststellen en mechanische spanning overbrengen.

Sleutelwaarde:
Gebruik de elastische vervorming van de nikkelstrook om trillingsenergie te absorberen (zoals hobbels tijdens het rijden van de auto) en het risico op een doorsneden diafragma te verminderen als gevolg van celverplaatsing.

Ultradunne nikkelstroken (zoals 0,1 mm) kunnen dicht op het oppervlak van de cel passen, waardoor ruimte bespaard wordt en de energiedichtheid toeneemt (ongeveer 5 ~ 10Wh / L).

3- Veiligheidsbescherming en hulp bij thermisch beheer
Bescherming van de zekering: sommige nikkelstroken zijn ontworpen als fusibel (zoals holle of dunne gebieden) structuren.de nikkelstrook zal fuseren voordat de batterijcel, afsnijden van het circuit, en voorkomen thermische ontsnapping.
Warmtegeleiding en warmteafvoer: de warmtegeleidbaarheid van de nikkelstrook is 90 W/(m·K), waardoor de warmte van de batterijcel kan worden overgedragen aan de module-shell of de waterkoelingsplaat.Bij gebruik met thermisch geleidende lijm, kan de thermische weerstand met 30% tot 50% worden verminderd.
4Procescompatibiliteit en gestandaardiseerde productie
Aanpassing aan automatisering: Nikkelstroken kunnen worden gevormd door middel van hoge snelheid van punteren en rollen en kunnen zich aanpassen aan de wikkeling, laminatie en andere geautomatiseerde processen van productielijnen voor lithiumbatterijen.met een productie-efficiëntie van 50 tot 100 stuks per minuut.
Unified industry standards: Unified industry standards: Unified industry standardsDe belangrijkste producenten van lithiumbatterijen (zoals CATL en Panasonic) gebruiken nikkelstroken als standaardverbindingsmateriaal om de samenwerking in de toeleveringsketen en de kwaliteitscontrole te vergemakkelijken.

III. Toekomstige trends: verbetering van de prestaties en innovatie van materialen
Ultradun en samengesteld: Ontwikkelen van nikkelstroken met een dikte van minder dan 0,03 mm of nikkel-koper-grafeen samengestelde stroken om de geleidbaarheid en flexibiliteit verder te verbeteren.
Geen bekleding: vervang de traditionele nikkelbekleding door nano-coatingtechnologie (zoals diamantachtige coating) om de kosten te verlagen en de corrosiebestendigheid te verbeteren.

Recycling: onderzoek naar efficiënte ontmantelingstechnologie van nikkelstroken (zoals breekseparatie bij lage temperaturen);met als doel de terugwinning van nikkel te verhogen van de huidige 70% tot meer dan 95%, in overeenstemming met de behoeften van de circulaire economie.
Nikkelstroken zijn nog steeds de "gouden standaard" van lithiumbatterijverbindingsmaterialen met hun uitgebreide prestatievoordelen en hun rol is onvervangbaar.Aangezien de batterijtechnologie zich ontwikkelt naar een hoge energie-dichtheid en een lange levensduurIn de loop van de jaren 1990-1990 zal de optimalisatie van de prestaties en de innovatieve toepassing van nikkelstroken de focus blijven van de industrie.