Tiras de Níquel para Baterias Resistentes à Corrosão

Bateria resistente à corrosãoFitas de níquel: Tratamento de passivação superficial, prevenção da oxidação em ambientes úmidos, prolongamento da vida útil da bateria

Terminologia chave e mecanismo de desempenho básico

• Baterias resistentes à corrosão com tiras de níquel: A definição do produto principal, referindo-se a:Lamas de níquel(normalmente níquel ou ligas de níquel de alta pureza 99,95%+) reforçados com tratamentos anticorrosivosLamas de níquelEstas tiras são concebidas para manter a condutividade elétrica estável e a integridade estrutural nos pacotes de baterias (por exemplo,Baterias de veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia, eletrónica portátil) expostos à umidade, garantindo um funcionamento fiável a longo prazo.
• Tratamento de passivação superficial: O processo anticorrosivo crítico que forma umpelícula protetora fina, densa e inerteAo contrário dos revestimentos temporários (por exemplo, protetores à base de óleo), a passivação cria uma ligação química com o substrato de níquel, resultando numa película que é:
  • Composição: Composto principalmente de óxidos de níquel (NiO, Ni2O3) e de vestígios de subprodutos passivadores (por exemplo, cromato, fosfato ou silicato, consoante o método de passivação).Para aplicações de baterias (onde a compatibilidade dos eletrólitos é crítica),passivação sem cromatos(por exemplo, passivação por fosfato) é comumente utilizada para evitar a lixiviação de substâncias tóxicas na bateria.
  • Espessura: Ultrafinos (20 ‰ 100 nm), garantindo que não aumentam a resistência ao contacto ou interferem com a soldagem (um requisito fundamental para as interligações das baterias).
  • Adesão: Muito aderente à superfície do níquel, resistente ao descascamento ou ao desgaste durante a montagem da bateria (por exemplo, soldadura por ultra-som, dobra) ou utilização prolongada.
• Prevenção da oxidação em ambientes úmidos: Condições úmidas (por exemplo, carroçarias de veículos eléctricos expostas à chuva, eletrônicos portáteis utilizados em climas tropicais, sistemas de armazenamento de energia em armazéns úmidos) aceleram a oxidação do níquel:Níquel padrão reage com umidade e oxigênio para formar soltosO filme de passivação aborda este problema:
  • Agindo como umbarreiraentre o níquel e a umidade/oxigénio externo, bloqueando a reacção de oxidação na fonte.
  • Autocuração (em medida limitada): se o filme for ligeiramente arranhado (por exemplo, durante a montagem), o níquel exposto reage com passivadores residuais ou oxigênio ambiente para formar novamente uma fina camada protetora,prevenção da corrosião.
    Mesmo a 85% de humidade relativa (RH) e 85°C (um padrão comum de ensaio ambiental de baterias), as tiras de níquel passivadas apresentam um aumento de < 0,1% da resistência superficial após 1000 horas, em comparação com > 5% para as tiras não passivadas.
• Prolongando a vida útil da bateria: Corrosão deLamas de níquelé uma das principais causas da falha prematura dos PACK de bateria, uma vez que leva a dois problemas críticos:
  1. Aumento da perda em curso: As escamas de óxidos ou os produtos de corrosão aumentam a resistência de contacto entre osfita de níquelA redução da capacidade de carga/descarga pode, com o tempo, reduzir a capacidade utilizável da bateria em 10­20%.
  2. Falha estrutural: A corrosão enfraquece a resistência mecânica da tira de níquel, fazendo com que ela se rache ou quebre sob vibração (por exemplo, condução de veículos elétricos) ou cargas cíclicas (carregamento/descarga).Isto resulta em uma desconexão súbita das células., levando ao desligamento do PACK ou mesmo à fuga térmica (se as partículas de corrosão soltas causarem curto-circuitos).
     Ao prevenir a oxidação e a corrosão, as tiras de níquel passivadas mantêm uma baixa resistência ao contato e integridade estrutural, prolongando a vida útil efetiva da bateria em 20% a 30% (por exemplo, de 1,5% a 2,5%).000 ciclos de carga até 1,200-1300 ciclos para as baterias de veículos elétricos).

Métodos comuns de passivação para as tiras de níquel de baterias

Vantagens adicionais para os pacotes de baterias

1. Melhoria da soldabilidadeA película de passivação fina não interfere com a soldagem por ultrassom ou laser, ao contrário de revestimentos grossos (por exemplo, galvanização), vaporiza rapidamente durante a soldagem, garantindo uma resistêncialigações de baixa resistência entre a tira e as lâminas da célula.
2. Redução da contaminação por eletrólitos: A passivação impede que flocos de óxido de níquel se derramem no eletrólito da bateria, o que pode causar degradação do eletrólito (por exemplo, formação de dendrita de lítio) e curto-circuitos.
3. Desempenho elétrico consistente: mantendo uma superfície limpa e de baixa resistência, as tiras passivadas garantem uma transferência de corrente estável mesmo em condições úmidas,evitar quedas de tensão ou interferências de sinal nos sistemas de gestão de baterias (BMS).

Cenários de aplicação típicos

• Veículos elétricos e híbridos: Pacotes de baterias instalados em vagões (expostos à chuva, sal da estrada e humidade) ou compartimentos de motores (alta humidade + flutuações de temperatura).
• Eletrônicos de consumo portáteis: Smartphones, tablets e wearables utilizados em ambientes úmidos (por exemplo, ginásios, regiões tropicais) ou propensos a exposição acidental à água.
• Armazenamento externo de energia: baterias solares não ligadas à rede, sistemas de energia de reserva para zonas remotas (expostas à chuva, ao orvalho e à elevada umidade).
• Equipamento marítimo e subaquático: Drones submersíveis, sensores marinhos ou baterias de barcos (resistentes à humidade e à corrosão da água salgada).