Tembaga-Busbar Aluminium Dalam-Proses Pelapisan Polimer: Proses, Bahan, dan Analisis Aplikasi Industri

Tembaga-Busbar Aluminium Dalam-Lapisan Polimer mengacu pada proses pelapisan permukaan busbar tembaga-aluminium secara seragam dengan bahan isolasi seperti gel-cair melalui teknik tertentu, membentuk lapisan pelindung isolasi. Pada dasarnya, ini juga merupakan proses melapisi permukaan busbar tembaga-aluminium dengan lapisan insulasi dengan melelehkan plastik dan mengaplikasikannya, dan tujuan intinya adalah untuk mencapai insulasi yang andal, beradaptasi dengan kondisi kerja yang kompleks, sekaligus menyeimbangkan biaya dan kinerja. Busbar Tembaga Celup Plastik merupakan salah satu komponen inti yang dibuat berdasarkan proses ini.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Proses-pelapisan polimer-berkualitas tinggi harus memenuhi tiga persyaratan inti: Pertama, keandalan insulasi. Ketebalan lapisan harus dikontrol dalam 0,5–2 mm, dengan kekuatan insulasi 20–28kV/mm, mampu menahan uji ketahanan 4380V DC. Ini juga merupakan indikator kinerja inti dari PVC Dipping Insulated Busbar; Kedua, kemampuan beradaptasi terhadap lingkungan. Ini harus memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap korosi kabut garam, tanpa korosi setelah direndam dalam larutan NaCl 5% pada suhu 35 derajat selama 192 jam; Ketiga,{13}}efektivitas biaya. Dibandingkan dengan proses pelapisan film PI, biaya bahan pelapis polimer dapat dikurangi sebesar 30%, sehingga cocok untuk produksi batch skala besar.

 

Namun, proses ini memiliki keterbatasan tertentu dalam penerapan bidang daya baterai. Untuk sistem penyimpanan energi, persyaratan insulasi lebih diutamakan daripada bobot yang lebih ringan, dan tingkat penetrasinya relatif tinggi. Sebaliknya, baterai daya dibatasi oleh sensitivitas ruang dan kontradiksi pembuangan panas - peningkatan ketebalan lapisan akan menyebabkan peningkatan ketahanan termal sebesar 20–31%. Oleh karena itu penerapannya relatif terbatas.

Proses-pelapisan polimer rumit, dan kontrol yang tepat pada setiap langkah proses secara langsung menentukan kualitas produk. Proses keseluruhannya dapat dibagi menjadi empat langkah: pra-perlakuan, pelapisan celup, plastisisasi, dan-pascaperawatan. Langkah pra-perawatan adalah kunci untuk menentukan daya rekat lapisan.

 

Pertama, minyak dan kotoran pada permukaan busbar tembaga-aluminium dihilangkan menggunakan larutan basa dengan pH 10–12 selama 5–8 menit untuk memastikan bahwa sisa minyak dan kotoran pada permukaan busbar tembaga-aluminium kurang dari atau sama dengan 0,1mg/m²; kemudian, permukaannya dibuat kasar dengan menyemprotkan partikel alumina 120-mesh untuk mengontrol kekasaran permukaan Ra dalam kisaran 1,6–3,2μm, sehingga meningkatkan daya rekat lapisan pelapis; terakhir, pemanasan awal dan aktivasi dilakukan, dengan suhu pemanasan awal busbar tembaga 180–220 derajat dan suhu pemanasan awal busbar aluminium 150–180 derajat. Waktu pemanasan awal disesuaikan dengan ketebalan busbar tembaga-aluminium, misalnya 120 detik untuk busbar tembaga setebal 2 mm. Perbedaan suhu keseluruhan harus dikontrol dalam ±5 derajat.

Langkah pelapisan celup merupakan inti untuk menjamin keseragaman pelapisan. Hal ini memerlukan kontrol ketat terhadap parameter dan spesifikasi operasi cairan pelapis. Cairan pelapisnya adalah pelarut plastik PVC, dan viskositasnya pada 25 derajat harus dijaga dalam kisaran 1500–2500cP. Setiap penyimpangan yang melebihi 10% memerlukan pembuangan. Parameter perendaman meliputi kecepatan perendaman kurang dari atau sama dengan 10mm/s, yang terlalu cepat menimbulkan gelembung, kecepatan angkat kurang dari atau sama dengan 5mm/s, yang terlalu lambat menyebabkan lapisan kendur, dan waktu perendaman diatur sesuai dengan ketebalan lapisan, seperti 15±3 detik untuk lapisan tebal 1mm. Pada saat yang sama, tangki perendaman harus dilengkapi dengan pengaduk magnet dengan kecepatan putaran 200rpm untuk mencegah sedimentasi pengisi dan menjamin keseragaman komposisi cairan pelapis, yang juga merupakan kunci untuk menjamin kualitas lapisan Dip Insulated Busbar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Langkah plastisisasi adalah inti dari ikatan silang-bahan polimer. Ini mengadopsi kurva suhu tiga-tahap: tahap pertama naik dari 80 derajat ke 120 derajat selama 10 menit, terutama untuk mencapai penguapan pelarut; tahap kedua naik dari 120 derajat ke 200 derajat selama 15 menit, menyelesaikan peleburan dan penyebaran cairan pelapis; tahap ketiga adalah pada suhu 200 derajat selama 20 menit untuk mencapai ikatan silang dan pengawetan molekul tinggi. Selama keseluruhan proses plastisisasi, perbedaan suhu di dalam kotak harus kurang dari atau sama dengan 8 derajat. Panas berlebih lokal yang melebihi 220 derajat akan menyebabkan dekomposisi PVC dan menguning, mempengaruhi kinerja isolasi BusBar Terisolasi.

Langkah{0}}pascaperawatan terutama digunakan untuk menghilangkan cacat lapisan dan memastikan keandalan produk. Parameter kontrol utama dari proses pelapisan celup secara langsung mempengaruhi tingkat kualifikasi produk. Ada empat hal inti yang perlu diperhatikan: viskositas perekat harus dikontrol pada 2000 ± 500 cP, dengan penyimpangan melebihi kisaran ini yang menyebabkan limpasan lapisan-atau cakupan tidak lengkap, dan pengambilan sampel serta pengujian harus dilakukan setiap 2 jam menggunakan viskometer rotasi; suhu pemanasan awal harus dikontrol pada 200 derajat untuk batangan tembaga dan 170 derajat untuk batangan aluminium, dengan penyimpangan yang menyebabkan adhesi lapisan dan gaya pengelupasan < 4N/cm, dan pemantauan waktu nyata harus dilakukan menggunakan pencitraan termal inframerah; suhu konstan plastisisasi harus dikontrol pada 200 ± 5 derajat, dengan penyimpangan suhu yang mengakibatkan ikatan silang tidak mencukupi dan kegagalan insulasi selanjutnya, dan deteksi harus dilakukan menggunakan kalorimetri pemindaian diferensial DSC; laju pendinginan harus dikontrol kurang dari atau sama dengan 5 derajat/s, dengan laju yang terlalu cepat menyebabkan retakan mikro pada lapisan meluas, dan deformasi pendinginan harus direkam menggunakan kamera berkecepatan tinggi. Dalam kasus yang umum, proyek penyimpanan energi mengalami lapisan melepuh dan terkelupas setelah pengujian semprotan garam karena suhu plastisisasi yang tidak merata (15 derajat lebih rendah di tepi kotak), dan masalah tersebut diselesaikan dengan meningkatkan kipas sirkulasi udara termal untuk mengoptimalkan keseragaman suhu.

Perbedaan operasional antara baterai daya dan sistem penyimpanan energi menentukan strategi aplikasi yang berbeda untuk proses pelapisan celup. Dalam skenario daya baterai, diperlukan solusi kompromi. Salah satu opsinya adalah pelapisan celup lokal, yang hanya-ujung sambungan batang tembaga tegangan tinggi pada BDU (kotak distribusi baterai) yang dilapisi, sehingga mengurangi ketebalan lapisan insulasi menjadi 0,8 mm, yang dapat mengurangi dampak pembuangan panas secara keseluruhan sebesar 40%; pilihan lainnya adalah proses komposit, di mana bodi utama menggunakan film PI setebal 0,15 mm untuk enkapsulasi, dan bagian lentur menggunakan lapisan celup untuk penguatan, menyeimbangkan kinerja insulasi dan persyaratan fleksibilitas, cocok untuk skenario penggunaan Bus Bar Tembaga Fleksibel Terisolasi untuk Paket Baterai Daya.

 

Untuk sistem penyimpanan energi, adaptasi universal dapat dicapai, dengan ketebalan-satu sisi sebesar 1,5–2 mm, cocok untuk lingkungan kompleks seperti debu dan kelembapan; dari sudut pandang biaya, batangan tembaga berlapis celup memiliki biaya lebih rendah dibandingkan solusi film PI yang dilas laser sebesar 35%, sehingga memenuhi persyaratan keterbatasan ruang dan orientasi biaya sistem penyimpanan energi.

Pemilihan bahan untuk lapisan celup batangan tembaga paket baterai daya memerlukan pertimbangan komprehensif mengenai insulasi, ketahanan suhu, pembuangan panas, biaya proses, dan kemampuan beradaptasi lingkungan. Saat ini bahan utama meliputi tiga jenis. PVC (polivinil klorida) adalah bahan yang paling banyak digunakan, dengan kinerja isolasi yang sangat baik, tegangan tahan 3500V AC/DC, kekuatan isolasi 20–28 kV/mm, memenuhi standar tahan api UL94-V0, kinerja semprotan garam yang baik, kisaran suhu kerja -40 derajat hingga 125 derajat, biaya bahan terendah, proses matang, cocok untuk produksi batch, dan merupakan bahan inti dari Batang Bus Berlapis PVC, namun keterbatasannya jelas, dengan konduktivitas termal hanya 0,2 W/(m·K), penebalan lapisan akan meningkatkan ketahanan termal secara signifikan, dan memiliki ketangguhan suhu rendah yang buruk, serta rentan retak.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resin epoksi cocok untuk skenario yang memerlukan insulasi tinggi lapisan tipis-yang ringan, dengan ketebalan lapisan yang dapat dikontrol pada 0,3–0,8 mm, tegangan tahan hingga 4500V DC (arus bocor < 1mA), resistansi insulasi > 800MΩ, daya rekat sangat kuat, tingkat daya rekat uji gores 0 (tidak terkelupas), mengurangi bobot sebesar 40% dibandingkan dengan lapisan PVC, cocok untuk skenario ruang baterai yang sensitif, namun biayanya mahal 30% lebih tinggi dari PVC, dan suhu pengawetan perlu dikontrol secara tepat (±5 derajat), jika tidak, retakan mikro akan mudah terjadi. PPA berbasis nilon (Poli(2{13}}Phenoxyacetamide)) cocok untuk lingkungan dengan getaran tinggi dan suhu tinggi.

 

Suhu pengoperasian terus menerus dapat mencapai di atas 150 derajat , dan dapat menahan panas-jangka pendek hingga 180 derajat . Ini mengungguli PVC dan resin epoksi dalam hal ketahanan panas dan ketahanan kimia. Ia memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, dengan kekuatan tarik lebih dari 70MPa, dan tahan terhadap kelelahan getaran. Sangat cocok untuk lingkungan yang sering bergetar di dalam kendaraan. Namun, biaya bahan bakunya lebih tinggi, dua kali lipat dibandingkan PVC. Suhu pemrosesan harus dikontrol dalam 300 derajat ± 10 derajat. Proses ini dapat menyebabkan oksidasi pada batang bus tembaga.

Berdasarkan skenario yang berbeda, rencana penerapan material harus disesuaikan secara tepat: Untuk-desain baterai daya dengan kepadatan energi tinggi, disarankan menggunakan resin epoksi, dengan ketebalan lapisan Kurang dari atau sama dengan 0,8 mm, hanya menutupi ujung sambungan BDU, dan bodi utama dilapisi dengan film PI setebal 0,15 mm; Untuk lingkungan-getaran tinggi, PPA (berbasis-nilon) direkomendasikan. Pelapisan celup sebagian pada bagian lentur direkomendasikan untuk meningkatkan ketahanan lelah. Untuk desain yang sensitif terhadap biaya-, disarankan menggunakan PVC yang dimodifikasi, dengan peningkatan konduktivitas termal hingga 0,45 W/(m·K) dengan menambahkan 5% nano-Al₂O₃, dan ketebalan lapisan dikurangi menjadi 1,0 mm. Untuk persyaratan ketahanan cuaca yang tinggi pada sistem penyimpanan energi, PVC direkomendasikan dengan lapisan tebal (1,5–2,0 mm) untuk beradaptasi dengan lingkungan yang kompleks; Pengoptimalan biaya jangka panjang juga merekomendasikan PVC, karena keunggulan biayanya yang signifikan.

Terdapat perbedaan yang signifikan dalam prioritas parameter utama antara kedua skenario: Dalam skenario catu daya baterai, pembuangan panas (λ > 0,4 ​​W/(m·K)) lebih penting daripada bobot yang lebih ringan (lapisan < 0,8 mm) dan biaya; Dalam skenario sistem penyimpanan energi, isolasi (menahan tegangan > 4500V) lebih penting daripada ketahanan terhadap korosi dan biaya. Dalam hal pengendalian proses, suhu pemanasan awal perlu dikontrol dengan hati-hati, dengan batang bus tembaga pada 200 derajat ± 5 derajat dan batang bus aluminium pada 170 derajat ± 5 derajat, untuk mencegah daya rekat lapisan yang tidak mencukupi. Untuk resin epoksi, kurva pengawetan tiga-tahap (80 derajat → 120 derajat → 200 derajat ) direkomendasikan untuk menghindari retakan mikro dan memastikan keandalan isolasi resin epoksi.Bar Bus Baterai.

Secara keseluruhan, penerapan proses pelapisan celup pada kemasan baterai daya berfokus pada pencapaian keseimbangan antara keandalan insulasi, kompromi dalam pembuangan panas, dan persyaratan bobot yang lebih ringan. Kuncinya terletak pada penyempurnaan langkah-langkah proses, penyesuaian skenario, dan inovasi material. Penyempurnaan langkah-langkah proses memerlukan manajemen presisi ±5% dalam aspek-aspek seperti aktivasi pemanasan awal, kontrol viskositas, dan plastisisasi gradien; Penyesuaian skenario memerlukan strategi yang berbeda untuk pelapisan celup lokal pada baterai daya dan pelapisan tebal di seluruh sistem penyimpanan energi; Inovasi material memerlukan pengembangan nano-pengisi dan formulasi gel-bersuhu rendah untuk menerobos keterbatasan kinerja material tradisional.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Di masa depan, seiring dengan semakin meluasnya penggunaan baterai solid-state dengan platform tegangan tinggi (800V+), proses pelapisan celup akan berkembang menuju pelapisan ultra-tipis (<0.5mm) and functional composites (insulation/conduction/electromagnetic shielding integration), further adapting to the technological upgrade requirements of the new energy automotive industry.