कॉपर-एल्यूमीनियम बसबार इन-पॉलिमर कोटिंग प्रक्रिया: प्रक्रिया, सामग्री और उद्योग अनुप्रयोग विश्लेषण

कॉपर {{0}एल्यूमीनियम बसबार में {{1}पॉलिमर कोटिंग तांबे की सतह को समान रूप से कवर करने की प्रक्रिया को संदर्भित करती है {{2}एल्यूमीनियम बसबार को एक तरल जेल के साथ {{3}जैसे एक विशिष्ट तकनीक के माध्यम से इन्सुलेट सामग्री, एक इन्सुलेट सुरक्षात्मक परत बनाती है। अनिवार्य रूप से, यह प्लास्टिक को पिघलाकर और उसे लगाकर कॉपर एल्यूमीनियम बसबार की सतह को एक इन्सुलेट परत के साथ कोटिंग करने की एक प्रक्रिया है, और इसका मुख्य उद्देश्य लागत और प्रदर्शन को संतुलित करते हुए विश्वसनीय इन्सुलेशन प्राप्त करना, जटिल कामकाजी परिस्थितियों के अनुकूल होना है। प्लास्टिक डिपिंग कॉपर बसबार इस प्रक्रिया के आधार पर बनाए गए मुख्य घटकों में से एक है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

पॉलिमर कोटिंग प्रक्रिया में उच्च गुणवत्ता को तीन मुख्य आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: पहला, इन्सुलेशन विश्वसनीयता। कोटिंग की मोटाई 0.5-2 मिमी के भीतर नियंत्रित की जानी चाहिए, जिसमें 20-28 केवी/मिमी की इन्सुलेशन ताकत हो, जो 4380 वी डीसी झेलने वाले परीक्षण को झेलने में सक्षम हो। यह पीवीसी डिपिंग इंसुलेटेड बसबार का मुख्य प्रदर्शन संकेतक भी है; दूसरा, पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता। इसमें नमक कोहरे के संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध होना चाहिए, 192 घंटों के लिए 35 डिग्री पर 5% NaCl समाधान में डुबोए जाने के बाद संक्षारण नहीं होना चाहिए; तीसरा, लागत-प्रभावशीलता। पीआई फिल्म कोटिंग प्रक्रिया की तुलना में, पॉलिमर कोटिंग सामग्री की लागत को 30% तक कम किया जा सकता है, जिससे यह बड़े पैमाने पर बैच उत्पादन के लिए उपयुक्त हो जाता है।

 

हालाँकि, पावर बैटरी क्षेत्रों के अनुप्रयोग में इस प्रक्रिया की कुछ सीमाएँ हैं। ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए, इन्सुलेशन आवश्यकताओं को हल्के वजन से अधिक प्राथमिकता दी जाती है, और प्रवेश दर अपेक्षाकृत अधिक होती है। इसके विपरीत, एक पावर बैटरी अंतरिक्ष संवेदनशीलता और गर्मी अपव्यय विरोधाभासों से बाधित होती है - कोटिंग की मोटाई में वृद्धि से थर्मल प्रतिरोध में 20-31% की वृद्धि होगी। इसलिए, इसका अनुप्रयोग अपेक्षाकृत सीमित है।

इन{0}}पॉलिमर कोटिंग प्रक्रिया जटिल है, और प्रक्रिया के प्रत्येक चरण का सटीक नियंत्रण सीधे उत्पाद की गुणवत्ता निर्धारित करता है। पूरी प्रक्रिया को चार चरणों में विभाजित किया जा सकता है: पूर्व{{2}उपचार, डिप कोटिंग, प्लास्टिकीकरण, और पश्चात{{3}उपचार। कोटिंग के आसंजन को निर्धारित करने के लिए पूर्व उपचार चरण महत्वपूर्ण है।

 

सबसे पहले, तांबे की सतह पर तेल और गंदगी को 5-8 मिनट के लिए 10-12 के पीएच के साथ एक क्षारीय समाधान का उपयोग करके हटा दिया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि तांबे की सतह पर अवशिष्ट तेल और गंदगी 0.1mg/m² से कम या उसके बराबर हो; फिर, 1.6-3.2μm के भीतर सतह खुरदरापन रा को नियंत्रित करने के लिए 120 - जाल एल्यूमिना कणों का छिड़काव करके सतह को खुरदरा किया जाता है, जिससे कोटिंग परत के आसंजन में वृद्धि होती है; अंत में, प्रीहीटिंग और सक्रियण किया जाता है, जिसमें तांबे के बसबार का प्रीहीटिंग तापमान 180-220 डिग्री और एल्यूमीनियम बसबार का 150-180 डिग्री होता है। प्रीहीटिंग समय को कॉपर-एल्यूमीनियम बसबार की मोटाई के अनुसार समायोजित किया जाता है, जैसे कि 2 मिमी मोटे कॉपर बसबार के लिए 120 सेकंड। समग्र तापमान अंतर को ±5 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए।

कोटिंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए डिप कोटिंग चरण मुख्य है। इसके लिए कोटिंग तरल के मापदंडों और संचालन विनिर्देशों के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है। कोटिंग तरल पीवीसी प्लास्टिक विलायक है, और 25 डिग्री पर इसकी चिपचिपाहट 1500-2500cP के भीतर बनाए रखी जानी चाहिए। 10% से अधिक के किसी भी विचलन के निपटान की आवश्यकता होती है। विसर्जन मापदंडों में 10 मिमी/सेकंड से कम या उसके बराबर की विसर्जन गति शामिल है, जो बुलबुले पैदा करने के लिए बहुत तेज़ है, उठाने की गति 5 मिमी/सेकेंड से कम या उसके बराबर है, जो कोटिंग सैगिंग का कारण बनने के लिए बहुत धीमी है, और विसर्जन का समय कोटिंग की मोटाई के अनुसार निर्धारित किया जाता है, जैसे 1 मिमी मोटी कोटिंग के लिए 15±3 सेकंड। साथ ही, विसर्जन टैंक को भराव अवसादन को रोकने और कोटिंग तरल संरचना की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए 200 आरपीएम की घूर्णन गति के साथ एक चुंबकीय स्टिरर से सुसज्जित किया जाना चाहिए, जो डिप इंसुलेटेड बसबार कोटिंग की गुणवत्ता सुनिश्चित करने की कुंजी भी है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

प्लास्टिकीकरण चरण पॉलिमर सामग्री क्रॉसलिंकिंग का मूल है। यह तीन चरण तापमान वक्र को अपनाता है: पहला चरण 10 मिनट के लिए 80 डिग्री से 120 डिग्री तक बढ़ जाता है, मुख्य रूप से विलायक वाष्पीकरण प्राप्त करने के लिए; दूसरा चरण 15 मिनट के लिए 120 डिग्री से 200 डिग्री तक बढ़ जाता है, जिससे कोटिंग तरल का पिघलना और फैलना पूरा हो जाता है; उच्च आणविक क्रॉसलिंकिंग और इलाज प्राप्त करने के लिए तीसरा चरण 20 मिनट के लिए 200 डिग्री पर है। संपूर्ण प्लास्टिकीकरण प्रक्रिया के दौरान, बॉक्स के अंदर तापमान का अंतर 8 डिग्री से कम या उसके बराबर होना चाहिए। 220 डिग्री से अधिक की स्थानीय ओवरहीटिंग पीवीसी के विघटन और पीलेपन का कारण बनेगी, जिससे इंसुलेटेड बसबार का इन्सुलेशन प्रदर्शन प्रभावित होगा।

पोस्ट - उपचार चरण का उपयोग मुख्य रूप से कोटिंग दोषों को खत्म करने और उत्पाद की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है। डिप कोटिंग प्रक्रिया के प्रमुख नियंत्रण पैरामीटर सीधे उत्पाद योग्यता दर को प्रभावित करते हैं। चार मुख्य वस्तुओं पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता है: चिपकने वाले की चिपचिपाहट को 2000 ± 500 सीपी पर नियंत्रित किया जाना चाहिए, इस सीमा से अधिक विचलन के कारण कोटिंग बंद हो जाती है या अधूरी कवरेज होती है, और घूर्णी विस्कोमीटर का उपयोग करके हर 2 घंटे में नमूना और परीक्षण किया जाना चाहिए; प्रीहीटिंग तापमान को तांबे की छड़ों के लिए 200 डिग्री और एल्युमीनियम छड़ों के लिए 170 डिग्री पर नियंत्रित किया जाना चाहिए, जिससे विचलन के कारण कोटिंग आसंजन और छीलने का बल <4एन/सेमी हो, और वास्तविक समय की निगरानी एक इन्फ्रारेड थर्मल इमेजर का उपयोग करके की जानी चाहिए; प्लास्टिकीकरण स्थिर तापमान को 200 ± 5 डिग्री पर नियंत्रित किया जाना चाहिए, तापमान विचलन के परिणामस्वरूप अपर्याप्त क्रॉसलिंकिंग और बाद में इन्सुलेशन विफलता होती है, और डीएससी अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री का उपयोग करके पता लगाया जाना चाहिए; शीतलन दर को 5 डिग्री/सेकेंड से कम या इसके बराबर नियंत्रित किया जाना चाहिए, बहुत तेज़ दर से कोटिंग में सूक्ष्म दरारें फैलती हैं, और शीतलन विरूपण को उच्च गति वाले कैमरे का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जाना चाहिए। एक विशिष्ट मामले में, एक ऊर्जा भंडारण परियोजना में असमान प्लास्टिककरण तापमान (बॉक्स किनारे पर 15 डिग्री कम) के कारण नमक स्प्रे परीक्षण के बाद कोटिंग में छाले और छीलने का अनुभव हुआ, और तापमान एकरूपता को अनुकूलित करने के लिए थर्मल वायु परिसंचरण प्रशंसक को बढ़ाकर समस्या का समाधान किया गया।

पावर बैटरियों और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के बीच परिचालन अंतर डिप कोटिंग प्रक्रिया के लिए विभेदित अनुप्रयोग रणनीतियों को निर्धारित करते हैं। पावर बैटरी परिदृश्य में, एक समझौता समाधान की आवश्यकता है। एक विकल्प स्थानीय डिप कोटिंग है, जहां बीडीयू (बैटरी वितरण बॉक्स) के केवल उच्च -वोल्टेज कॉपर बार कनेक्शन अंत को लेपित किया जाता है, जिससे इन्सुलेशन परत की मोटाई 0.8 मिमी तक कम हो जाती है, जो समग्र गर्मी अपव्यय प्रभाव को 40% तक कम कर सकता है; दूसरा विकल्प एक समग्र प्रक्रिया है, जहां मुख्य बॉडी एनकैप्सुलेशन के लिए 0.15 मिमी मोटी पीआई फिल्म का उपयोग करती है, और झुकने वाले हिस्से सुदृढीकरण के लिए डिप कोटिंग का उपयोग करते हैं, इन्सुलेशन प्रदर्शन और लचीलेपन की आवश्यकताओं को संतुलित करते हैं, जो पावर बैटरी पैक के लिए इंसुलेटेड फ्लेक्सिबल कॉपर बस बार के उपयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है।

 

ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए, 1.5-2 मिमी की एकल-पक्षीय मोटाई के साथ एक सार्वभौमिक अनुकूलन प्राप्त किया जा सकता है, जो धूल और नमी जैसे जटिल वातावरण के लिए उपयुक्त है; लागत के नजरिए से, डिप {3}लेपित तांबे की छड़ों की लागत लेज़र वेल्डेड पीआई फिल्म समाधान की तुलना में 35% कम है, जो स्थान की कमी और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की लागत अभिविन्यास की आवश्यकताओं को पूरा करती है।

पावर बैटरी पैक कॉपर बार की डिप कोटिंग के लिए सामग्री चयन के लिए इन्सुलेशन, तापमान प्रतिरोध, गर्मी लंपटता, प्रक्रिया लागत और पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता पर व्यापक विचार की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, मुख्य सामग्रियों में तीन प्रकार शामिल हैं। पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड) सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री है, जिसमें उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन, 3500V एसी/डीसी का वोल्टेज झेलना, 20-28 केवी/मिमी की इन्सुलेशन ताकत, UL94 -V0 लौ रिटार्डेंट मानक को पूरा करना, अच्छा नमक स्प्रे प्रदर्शन, -40 डिग्री से 125 डिग्री की कामकाजी तापमान सीमा, सबसे कम सामग्री लागत, परिपक्व प्रक्रिया, बैच उत्पादन के लिए उपयुक्त है, और यह पीवीसी लेपित बस की मुख्य सामग्री है। बार्स, लेकिन इसकी सीमाएं स्पष्ट हैं, केवल 0.2 डब्लू/(एम·के) की तापीय चालकता के साथ, कोटिंग को मोटा करने से थर्मल प्रतिरोध में काफी वृद्धि होगी, और इसमें कम तापमान की कठोरता होती है, जिससे दरार पड़ने का खतरा होता है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

एपॉक्सी रेज़िन उन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, जिनमें हल्के, पतले {{0}परत उच्च इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है, कोटिंग की मोटाई 0.3-0.8 मिमी पर नियंत्रित की जा सकती है, 4500V DC (लीकेज करंट <1mA), इन्सुलेशन प्रतिरोध> 800MΩ, बेहद मजबूत आसंजन, 0 का एक खरोंच परीक्षण आसंजन स्तर (कोई छीलने नहीं), पीवीसी कोटिंग की तुलना में वजन 40% कम करना, संवेदनशील बैटरी स्पेस परिदृश्यों के लिए उपयुक्त, लेकिन लागत पीवीसी से 30% अधिक है, और इलाज के तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता है (±5 डिग्री), अन्यथा, सूक्ष्म दरारें होने का खतरा है। नायलॉन-आधारित पीपीए (पॉली(2-फेनोक्सीएसिटामाइड)) उच्च-कंपन और उच्च तापमान वाले वातावरण के लिए उपयुक्त है।

 

इसका निरंतर संचालन तापमान 150 डिग्री से ऊपर तक पहुंच सकता है, और यह 180 डिग्री तक की अल्पकालिक गर्मी का सामना कर सकता है। यह गर्मी प्रतिरोध और रासायनिक प्रतिरोध के मामले में पीवीसी और एपॉक्सी राल से बेहतर प्रदर्शन करता है। इसमें 70MPa से अधिक की तन्य शक्ति के साथ उच्च यांत्रिक शक्ति है, और यह कंपन थकान के प्रति प्रतिरोधी है। यह वाहनों में लगातार कंपन वाले वातावरण के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, कच्चे माल की लागत अधिक है, जो पीवीसी से दोगुनी है। प्रसंस्करण तापमान को 300 डिग्री ± 10 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। इस प्रक्रिया से कॉपर बस बार का ऑक्सीकरण हो सकता है।

विभिन्न परिदृश्यों के आधार पर, सामग्री अनुप्रयोग योजना को सटीक रूप से मिलान करने की आवश्यकता है: पावर बैटरियों के उच्च ऊर्जा घनत्व डिजाइन के लिए, एपॉक्सी राल की सिफारिश की जाती है, जिसमें 0.8 मिमी से कम या उसके बराबर की कोटिंग मोटाई होती है, जो केवल बीडीयू कनेक्शन अंत को कवर करती है, और मुख्य बॉडी 0.15 मिमी मोटी पीआई फिल्म के साथ लेपित होती है; उच्च-कंपन वातावरण के लिए, पीपीए (नायलॉन-आधारित) की अनुशंसा की जाती है। थकान प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए झुकने वाले हिस्से पर आंशिक डिप कोटिंग की सिफारिश की जाती है। लागत के प्रति संवेदनशील डिज़ाइनों के लिए, संशोधित पीवीसी की सिफारिश की जाती है, जिसमें 5% नैनो {{10}Al₂O₃ जोड़कर तापीय चालकता में 0.45 W/(m·K) तक सुधार किया जाता है, और कोटिंग की मोटाई 1.0 मिमी तक कम कर दी जाती है। ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की उच्च मौसम प्रतिरोध आवश्यकताओं के लिए, जटिल वातावरण के अनुकूल मोटी कोटिंग (1.5-2.0 मिमी) के साथ पीवीसी की सिफारिश की जाती है; दीर्घकालिक लागत अनुकूलन भी पीवीसी की अनुशंसा करता है, इसका लागत लाभ महत्वपूर्ण है।

दोनों परिदृश्यों के बीच प्रमुख मापदंडों की प्राथमिकता में महत्वपूर्ण अंतर हैं: बैटरी बिजली आपूर्ति परिदृश्य में, गर्मी अपव्यय (λ > 0.4 W/(m·K)) हल्के वजन (कोटिंग <0.8 मिमी) और लागत से अधिक महत्वपूर्ण है; ऊर्जा भंडारण प्रणाली परिदृश्य में, संक्षारण प्रतिरोध और लागत की तुलना में इन्सुलेशन (वोल्टेज> 4500V का सामना करना) अधिक महत्वपूर्ण है। प्रक्रिया नियंत्रण के संदर्भ में, अपर्याप्त कोटिंग आसंजन को रोकने के लिए, प्रीहीटिंग तापमान को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता है, तांबे की बस बार 200 डिग्री ± 5 डिग्री पर और एल्यूमीनियम बस बार 170 डिग्री ± 5 डिग्री पर। एपॉक्सी रेज़िन के लिए, सूक्ष्म दरारों से बचने और इन्सुलेशन की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए तीन चरण के इलाज वक्र (80 डिग्री → 120 डिग्री → 200 डिग्री) की सिफारिश की जाती है।बैटरी बस बार.

कुल मिलाकर, पावर बैटरी पैक में डिप कोटिंग प्रक्रिया का अनुप्रयोग इन्सुलेशन विश्वसनीयता, गर्मी अपव्यय में समझौता और हल्के वजन की आवश्यकताओं के बीच संतुलन हासिल करने पर केंद्रित है। मुख्य बात प्रक्रिया चरणों के परिशोधन, परिदृश्यों के अनुकूलन और सामग्री नवाचार में निहित है। प्रक्रिया चरणों के परिशोधन के लिए प्रीहीटिंग सक्रियण, चिपचिपाहट नियंत्रण और ग्रेडिएंट प्लास्टिकाइजेशन जैसे पहलुओं में ±5% सटीक प्रबंधन की आवश्यकता होती है; परिदृश्य अनुकूलन के लिए पावर बैटरियों की स्थानीय डिप कोटिंग और संपूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली में मोटी कोटिंग के लिए विभेदित रणनीतियों की आवश्यकता होती है; सामग्री नवप्रवर्तन के लिए पारंपरिक सामग्रियों की प्रदर्शन सीमाओं को तोड़ने के लिए नैनो{{3}फिलर्स और कम तापमान वाले जेल फॉर्मूलेशन के विकास की आवश्यकता होती है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

भविष्य में, जैसे-जैसे उच्च वोल्टेज प्लेटफॉर्म (800V+) वाली ठोस अवस्था वाली बैटरियां अधिक व्यापक होती जाएंगी, डिप कोटिंग प्रक्रिया अल्ट्रा{3}} पतली कोटिंग की ओर विकसित होगी (<0.5mm) and functional composites (insulation/conduction/electromagnetic shielding integration), further adapting to the technological upgrade requirements of the new energy automotive industry.