Tiras de níquel para baterías resistentes a la corrosión

Batería resistente a la corrosiónLas bandas: Tratamiento de pasivación superficial, prevención de la oxidación en ambientes húmedos, prolongación de la vida útil de la batería

Terminología clave y mecanismo de rendimiento básico

• Bandas de níquel de baterías resistentes a la corrosión: La definición del producto básico, referente a:bandas de níquel(normalmente de alta pureza 99,95%+ de níquel o aleaciones de níquel) mejoradas con tratamientos anticorrosivosbandas de níquelEstas tiras están diseñadas para mantener una conductividad eléctrica estable e integridad estructural en los paquetes de baterías (por ejemplo,Baterías para vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía, electrónica portátil) expuestos a la humedad, garantizando un funcionamiento fiable a largo plazo.
• Tratamiento de pasivación superficial: El proceso anticorrosivo crítico que forma unpelícula protectora fina, densa e inerteA diferencia de los recubrimientos temporales (por ejemplo, protectores a base de aceite), la pasivación crea un enlace químico con el sustrato de níquel, dando como resultado una película que es:
  • Composición: Compuesto principalmente por óxidos de níquel (NiO, Ni2O3) y trazas de subproductos pasivadores (por ejemplo, cromato, fosfato o silicato, según el método de pasivación).Para aplicaciones de baterías (donde la compatibilidad de electrolitos es crítica),pasivación libre de cromatos(por ejemplo, pasivación por fosfato) se utiliza comúnmente para evitar la lixiviación de sustancias tóxicas en la batería.
  • El grosor: Ultra delgado (20-100 nm), asegurando que no aumenta la resistencia de contacto ni interfiere con la soldadura (un requisito clave para las interconexiones de las baterías).
  • Adhesión: Muy adhesivo a la superficie del níquel, resistente a la descascarilla o al desgaste durante el montaje de la batería (por ejemplo, soldadura por ultrasonidos, flexión) o el uso a largo plazo.
• Prevención de la oxidación en ambientes húmedos: Las condiciones húmedas (por ejemplo, los vehículos eléctricos expuestos a la lluvia, los aparatos electrónicos portátiles utilizados en climas tropicales, los sistemas de almacenamiento de energía en almacenes húmedos) aceleran la oxidación del níquel:el níquel estándar reacciona con la humedad y el oxígeno para formar un líquidoLa película de pasivación aborda este problema mediante:
  • Actuando como unbarreraentre el níquel y la humedad/oxígeno externo, bloqueando la reacción de oxidación en la fuente.
  • Autocuración (en una medida limitada): si la película se rasca ligeramente (por ejemplo, durante el montaje), el níquel expuesto reacciona con pasivadores residuales u oxígeno ambiental para formar nuevamente una fina capa protectora,evitar una mayor corrosión.
    Incluso a una humedad relativa (RH) del 85% y a 85 °C (norma común de ensayo ambiental de la batería), las tiras de níquel pasivadas muestran un aumento de la resistencia superficial < 0,1% después de 1 °C.000 horas en comparación con > 5% para las tiras no pasivadas.
• Aumentar la duración de la batería: Corrosión debandas de níqueles una de las principales causas de fallas prematuras de los paquetes de baterías, ya que conduce a dos problemas críticos:
  1. Pérdida corriente mayor: Las escamas de óxido o los productos de corrosión aumentan la resistencia de contacto entre losbanda de níquelEl uso de la batería en el interior de la batería puede reducir la capacidad útil de la batería en un 10~20%.
  2. Fallas estructurales: La corrosión debilita la resistencia mecánica de la tira de níquel, haciendo que se agriete o rompa bajo vibración (por ejemplo, conducción de vehículos eléctricos) o cargas cíclicas (carga/descarga).Esto resulta en una desconexión celular repentina., lo que conduce al apagado de PACK o incluso a la fuga térmica (si las partículas de corrosión sueltas causan cortocircuitos).
     Al prevenir la oxidación y la corrosión, las tiras de níquel pasivadas mantienen una baja resistencia al contacto y la integridad estructural, extendiendo la vida útil efectiva de la batería en un 20-30% (por ejemplo, de 1,25 a 1,25 años).000 ciclos de carga hasta 1,200 ∼1.300 ciclos para las baterías de vehículos eléctricos).

Métodos comunes de pasivación para las tiras de níquel de las baterías

Ventajas adicionales para los paquetes de baterías

1. Mejora de la capacidad de soldadura: La película de pasivación fina no interfiere con la soldadura por ultrasonido o láser, a diferencia de los recubrimientos gruesos (por ejemplo, galvanoplastia), se vaporiza rápidamente durante la soldadura, lo que garantiza unaenlaces de baja resistencia entre la tira y las pestañas de la célula.
2. Reducción de la contaminación por electrolitos: La pasivación evita que los copos de óxido de níquel se derramen en el electrolito de la batería, lo que puede causar degradación del electrolito (por ejemplo, formación de dendritas de litio) y cortocircuitos.
3. Rendimiento eléctrico constante: Al mantener una superficie limpia y de baja resistencia, las tiras pasivadas garantizan una transferencia de corriente estable incluso en condiciones húmedas,evitar caídas de voltaje o interferencias de la señal en los sistemas de gestión de baterías (BMS).

Escenarios típicos de aplicación

• Vehículos eléctricos e híbridos: Los paquetes de baterías instalados en los vagones inferiores (expuestos a la lluvia, a la sal del camino y a la humedad) o en los compartimientos del motor (alta humedad + fluctuaciones de temperatura).
• Electrónica de consumo portátil: teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos portátiles utilizados en entornos húmedos (por ejemplo, gimnasios, regiones tropicales) o propensos a la exposición accidental al agua.
• Almacenamiento de energía al aire libre: Baterías solares fuera de la red, sistemas de energía de respaldo para zonas remotas (expuestas a la lluvia, el rocío y la alta humedad).
• Equipo marino y submarino: drones sumergibles, sensores marinos o baterías de barcos (resistentes a la humedad y la corrosión del agua salada).