Postopek nanašanja bakrene-aluminijeve zbiralke v-polimerne prevleke: proces, materiali in analiza uporabe v industriji

Bakrena-aluminijasta zbiralka v-polimernem premazu se nanaša na postopek enakomernega pokrivanja površine bakrene-aluminijeve zbiralke z izolacijskim materialom, podobnim tekočemu gelu-, s posebno tehniko, ki tvori izolacijsko zaščitno plast. V bistvu gre tudi za postopek prevleke površine bakrene-aluminijeve zbiralke z izolacijskim slojem s taljenjem plastike in nanosom le-te, njegov glavni cilj pa je doseči zanesljivo izolacijo, prilagoditev zapletenim delovnim pogojem, hkrati pa uravnotežiti stroške in zmogljivost. Plastična potopna bakrena zbiralka je ena od osrednjih komponent, narejenih na podlagi tega postopka.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Visoko{0}}kakovost v-postopku nanašanja polimernih premazov mora izpolnjevati tri glavne zahteve: Prvič, zanesljivost izolacije. Debelino prevleke je treba nadzorovati v območju 0,5–2 mm, z izolacijsko trdnostjo 20–28 kV/mm, ki lahko prenese preskus vzdržljivosti 4380 V DC. To je tudi glavni kazalnik učinkovitosti PVC potopno izolirane zbiralke; Drugič, prilagodljivost okolju. Moral bi imeti odlično odpornost na korozijo v solni megli, brez korozije po 192 urah potopitve v 5 % raztopino NaCl pri 35 stopinjah; Tretjič, stroškovna{13}}učinkovitost. V primerjavi s postopkom nanašanja filmske prevleke PI je mogoče stroške v-polimernih premaznih materialov znižati za 30 %, zaradi česar je primeren za-serijsko proizvodnjo v velikem obsegu.

 

Vendar ima ta postopek določene omejitve pri uporabi polj napajalne baterije. Pri sistemih za shranjevanje energije imajo zahteve glede izolacije prednost pred lahkimi, stopnja prodora pa je relativno visoka. V nasprotju s tem je napajalna baterija omejena z občutljivostjo prostora in protislovji pri odvajanju toplote - povečanje debeline prevleke povzroči 20–31-odstotno povečanje toplotne odpornosti. Zato je njegova uporaba relativno omejena.

Postopek nanašanja in-polimernega premaza je zapleten in natančen nadzor vsakega koraka postopka neposredno določa kakovost izdelka. Celoten postopek lahko razdelimo na štiri korake: pred-obdelavo, potapljanje, plastifikacijo in naknadno-obdelavo. Korak -predobdelave je ključnega pomena za določanje oprijema premaza.

 

Najprej se olje in umazanija s površine bakreno-aluminijeve zbiralke odstranita z alkalno raztopino s pH 10–12 5–8 minut, da zagotovite, da sta ostanki olja in umazanije na površini bakreno-aluminijaste zbiralke manjša ali enaka 0,1 mg/m²; nato se površina nahrapavi z razprševanjem delcev aluminijevega oksida velikosti 120-mrež za nadzor površinske hrapavosti Ra znotraj 1,6–3,2 μm, s čimer se izboljša oprijem sloja prevleke; končno se izvedeta predgretje in aktiviranje, pri čemer je temperatura predgretja bakrene zbiralke 180–220 stopinj, aluminijaste zbiralke pa 150–180 stopinj. Čas predgretja se prilagodi glede na debelino bakreno-aluminijeve zbiralke, na primer 120 sekund za bakreno zbiralko debeline 2 mm. Celotno temperaturno razliko je treba nadzorovati znotraj ±5 stopinj.

Korak premazovanja s potapljanjem je jedro za zagotavljanje enakomernosti premaza. Zahteva strog nadzor parametrov in specifikacij delovanja premazne tekočine. Tekočina za prevleko je PVC plastično topilo, njeno viskoznost pri 25 stopinjah pa je treba vzdrževati znotraj 1500–2500 cP. Vsako odstopanje, ki presega 10 %, zahteva odstranitev. Parametri potopitve vključujejo hitrost potopitve manj kot ali enako 10 mm/s, kar je prehitro, da bi povzročilo mehurčke, hitrost dviga manj kot ali enako 5 mm/s, ki je prepočasna, da bi povzročila povešanje premaza, in čas potopitve je nastavljen glede na debelino premaza, na primer 15 ± 3 sekunde za 1 mm debel premaz. Hkrati mora biti potopna posoda opremljena z magnetnim mešalom s hitrostjo vrtenja 200 vrt/min, da se prepreči sedimentacija polnila in zagotovi enakomernost tekoče sestave premaza, kar je tudi ključno za zagotavljanje kakovosti premaza Dip Insulated Busbar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Korak plastificiranja je jedro navzkrižnega-povezovanja polimernega materiala. Uporablja tri-stopenjsko temperaturno krivuljo: prva stopnja se dvigne z 80 stopinj na 120 stopinj za 10 minut, predvsem za doseganje izhlapevanja topila; druga stopnja se dvigne s 120 stopinj na 200 stopinj za 15 minut, s čimer se zaključi taljenje in širjenje premazne tekočine; tretja stopnja je 20 minut pri 200 stopinjah, da dosežemo visoko molekularno navzkrižno-povezovanje in strjevanje. Med celotnim procesom plastifikacije mora biti temperaturna razlika v škatli manjša ali enaka 8 stopinj. Lokalno pregrevanje, ki presega 220 stopinj, bo povzročilo razgradnjo PVC-ja in porumenelost, kar bo vplivalo na izolacijsko učinkovitost izoliranega vodila.

Korak -naknadne obdelave se uporablja predvsem za odpravo napak na prevleki in zagotavljanje zanesljivosti izdelka. Ključni nadzorni parametri postopka potapljanja neposredno vplivajo na stopnjo kvalifikacije izdelka. Osredotočiti se je treba na štiri ključne točke: viskoznost lepila je treba nadzorovati pri 2000 ± 500 cP, pri čemer odstopanje, ki presega to območje, povzroči odtekanje ali nepopolno prekrivanje premaza, vzorčenje in testiranje pa je treba izvajati vsaki 2 uri z uporabo rotacijskega viskozimetra; temperaturo predgretja je treba nadzorovati pri 200 stopinjah za bakrene palice in 170 stopinjah za aluminijaste palice, pri čemer odstopanja povzročijo adhezijo prevleke in silo luščenja < 4N/cm, spremljanje-v realnem času pa je treba izvajati z uporabo infrardeče toplotne slike; stalno temperaturo plastifikacije je treba nadzorovati pri 200 ± 5 stopinjah, pri čemer temperaturna odstopanja povzročijo nezadostno zamreženje in posledično odpoved izolacije, detekcijo pa je treba izvesti z uporabo diferencialne skenirajoče kalorimetrije DSC; hitrost hlajenja je treba nadzorovati na manj kot ali enako 5 stopinj/s, s prehitro hitrostjo, ki povzroči širjenje mikrorazpok v prevleki, deformacijo pri hlajenju pa je treba zabeležiti z visokohitrostno-kamero. V tipičnem primeru je pri projektu shranjevanja energije prišlo do mehurčkov in luščenja prevleke po testiranju s slanim pršenjem zaradi neenakomerne temperature plastificiranja (15 stopinj nižje na robu škatle), težava pa je bila odpravljena s povečanjem toplotnega ventilatorja za kroženje zraka za optimizacijo enakomernosti temperature.

Operativne razlike med električnimi baterijami in sistemi za shranjevanje energije določajo različne strategije uporabe za postopek premazovanja s potapljanjem. Pri scenariju napajalne baterije je potrebna kompromisna rešitev. Ena od možnosti je lokalno potapljanje, kjer je prevlečen samo -napetostni priključni konec bakrene palice BDU (razdelilne omarice za baterije), s čimer se zmanjša debelina izolacijskega sloja na 0,8 mm, kar lahko zmanjša celoten vpliv odvajanja toplote za 40 %; druga možnost je kompozitni postopek, pri katerem glavno telo uporablja 0,15 mm debel PI film za kapsulacijo, upogibni deli pa uporabljajo potopni premaz za ojačitev, uravnoteženje izolacijske zmogljivosti in zahtev glede fleksibilnosti, ki je primeren za scenarije uporabe izolirane prožne bakrene vodilne palice za napajalni akumulator.

 

Za sisteme za shranjevanje energije je mogoče doseči univerzalno prilagoditev z eno-stransko debelino 1,5–2 mm, primerno za kompleksna okolja, kot sta prah in vlaga; s stroškovnega vidika imajo bakrene-prevlečene palice za 35 % nižje stroške od lasersko{4}}varjene rešitve PI folije, ki ustreza zahtevam prostorskih omejitev in stroškovne naravnanosti sistemov za shranjevanje energije.

Izbira materiala za potapljanje bakrenih palic napajalne baterije zahteva celovito preučitev izolacije, temperaturne odpornosti, odvajanja toplote, stroškov postopka in okoljske prilagodljivosti. Trenutno glavni materiali vključujejo tri vrste. PVC (polivinilklorid) je najpogosteje uporabljen material z odlično izolacijsko zmogljivostjo, vzdržljivo napetostjo 3500 V AC/DC, izolacijsko trdnostjo 20–28 kV/mm, ki ustreza standardu za zaviranje gorenja UL94-V0, dobro zmogljivostjo solnega pršila, delovno temperaturno območje od -40 stopinj do 125 stopinj, najnižjo ceno materiala, zrel postopek, primeren za šarže proizvodnja in je jedro materiala avtobusnih palic s PVC prevleko, vendar so njegove omejitve očitne, s toplotno prevodnostjo le 0,2 W/(m·K) bo odebelitev prevleke znatno povečala toplotno odpornost in ima slabo nizkotemperaturno žilavost, nagnjeno k pokanju.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Epoksi smola je primerna za scenarije, kjer je potrebna lahka, tanko{0}}slojna visoka izolacija, z debelino nanosa, ki jo je mogoče nadzorovati na 0,3–0,8 mm, vzdržljivo napetostjo do 4500 V DC (uhajajoči tok < 1 mA), izolacijsko upornost > 800 MΩ, izjemno močan oprijem, raven oprijema pri preskusu prask 0 (brez luščenja), zmanjšanje teže za 40 % v primerjavi s PVC prevleko, primerno za scenarije občutljivega prostora za baterije, vendar je cena 30 % višja od PVC, temperaturo strjevanja pa je treba natančno nadzorovati (±5 stopinj), sicer se lahko pojavijo mikro razpoke. PPA (poli(2-fenoksiacetamid)) na osnovi najlona-je primeren za okolja z visoko-vibracijo in visoko temperaturo.

 

Njegova neprekinjena delovna temperatura lahko doseže nad 150 stopinj in prenese kratkotrajno-segrevanje do 180 stopinj. Prekaša PVC in epoksidno smolo glede toplotne in kemične odpornosti. Ima visoko mehansko trdnost z natezno trdnostjo nad 70 MPa in je odporen na utrujenost zaradi vibracij. Primeren je za okolja s pogostimi vibracijami v vozilih. Vendar so stroški surovin višji, saj so dvakrat višji od PVC. Temperaturo obdelave je treba nadzorovati v območju 300 stopinj ± 10 stopinj. Ta proces lahko povzroči oksidacijo bakrene vodilne palice.

Na podlagi različnih scenarijev je treba načrt uporabe materiala natančno uskladiti: za načrtovanje baterij z visoko-energijsko gostoto je priporočljiva epoksidna smola z debelino nanosa manj kot ali enako 0,8 mm, ki pokriva samo priključni konec BDU, in glavno telo, prevlečeno s PI filmom debeline 0,15 mm; Za okolja z visoko-vibracijo se priporoča PPA (na -najlonski osnovi). Za izboljšanje odpornosti proti utrujenosti je priporočljiv delni premaz na upogibnem delu. Za cenovno-občutljive modele je priporočljiv modificiran PVC z izboljšano toplotno prevodnostjo na 0,45 W/(m·K) z dodatkom 5 % nano-Al₂O₃, debelina prevleke pa se zmanjša na 1,0 mm. Za visoke -zahteve sistemov za shranjevanje energije glede odpornosti na vremenske vplive se priporoča PVC z debelo prevleko (1,5–2,0 mm) za prilagoditev zapletenim okoljem; Dolgoročna-optimizacija stroškov priporoča tudi PVC, pri čemer je njegova stroškovna prednost pomembna.

Obstajajo pomembne razlike v prioriteti ključnih parametrov med obema scenarijema: v scenariju baterijskega napajanja je odvajanje toplote (λ > 0,4 ​​W/(m·K)) pomembnejše od lahke teže (prevleka < 0,8 mm) in stroškov; V scenariju sistema za shranjevanje energije je izolacija (vzdržna napetost > 4500 V) pomembnejša od odpornosti proti koroziji in stroškov. Kar zadeva nadzor procesa, je treba skrbno nadzorovati temperaturo predgretja, z bakrenimi vodili pri 200 stopinjah ± 5 stopinj in aluminijastimi vodili pri 170 stopinjah ± 5 stopinj, da se prepreči nezadostna oprijemljivost premaza. Za epoksi smolo je priporočljiva tri-stopenjska krivulja strjevanja (80 stopinj → 120 stopinj → 200 stopinj), da se izognete mikro-razpokam in zagotovite zanesljivost izolacijeBaterijski vodilni drog.

Na splošno se uporaba postopka premazovanja s potapljanjem v baterijskih vložkih osredotoča na doseganje ravnovesja med zanesljivostjo izolacije, kompromisom pri odvajanju toplote in zahtevami glede majhne teže. Ključ je v izpopolnitvi procesnih korakov, prilagajanju scenarijev in inovacijah materialov. Izpopolnjevanje procesnih korakov zahteva ±5 % natančno upravljanje v vidikih, kot so aktivacija predgretja, nadzor viskoznosti in gradientna plastificacija; Prilagoditev scenarija zahteva različne strategije za lokalno nanašanje napajalne baterije in debelo prevleko v celotnem sistemu za shranjevanje energije; Inovacije materialov zahtevajo razvoj nano-polnil in nizko{4}}temperaturnih gelnih formulacij, da prebijemo omejitve učinkovitosti tradicionalnih materialov.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V prihodnosti, ko bodo polprevodniške baterije z visokonapetostnimi platformami (800 V+) vse bolj razširjene, se bo postopek premazovanja s potapljanjem razvil v smeri ultra-tankih premazov (<0.5mm) and functional composites (insulation/conduction/electromagnetic shielding integration), further adapting to the technological upgrade requirements of the new energy automotive industry.