নতুন এনার্জি গাড়ির ব্যাটারিতে নিকেল স্ট্রিপের বিশেষ প্রয়োগ কী?

নতুন শক্তি গাড়ির ব্যাটারিতে (বিশেষ করে পাওয়ার ব্যাটারি) নিকেল স্ট্রিপের প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা কী?

নতুন শক্তি গাড়ির ব্যাটারিতে (বিশেষ করে পাওয়ার ব্যাটারি) নিকেল স্ট্রিপগুলি বৈদ্যুতিক সংযোগ, কাঠামোগত সমর্থন এবং সুরক্ষা সুরক্ষার মতো মূল কাজগুলি সম্পাদন করে। তাদের কর্মক্ষমতা সরাসরি ব্যাটারির নির্ভরযোগ্যতা, জীবনকাল এবং সুরক্ষাকে প্রভাবিত করে। নিম্নলিখিত দুটি দিক থেকে একটি বিস্তারিত বিশ্লেষণ রয়েছে: নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি এবং প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা:

I. নতুন শক্তি গাড়ির ব্যাটারিতে নিকেল স্ট্রিপের নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন

1. ব্যাটারি সেলগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক সংযোগ: ইলেক্ট্রোড ট্যাব ওয়েল্ডিং এবং বাসবার

অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি:
একটি একক ব্যাটারি সেলের পজিটিভ এবং নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড ট্যাব (পজিটিভ অ্যালুমিনিয়াম ট্যাব, নেগেটিভ কপার ট্যাব) মডিউলের বাসবারের সাথে সংযুক্ত করুন একটি কারেন্ট পাথ তৈরি করতে।

সাধারণ উদাহরণ: টেসলার 4680 ব্যাটারি মডিউলে, নিকেল স্ট্রিপগুলি লেজার ওয়েল্ডিংয়ের মাধ্যমে ব্যাটারি সেল ট্যাবগুলিকে স্টেইনলেস স্টিলের বাসবারের সাথে সংযুক্ত করে, যা 150A পর্যন্ত অবিচ্ছিন্ন ডিসচার্জ কারেন্ট সমর্থন করে।

মূল ভূমিকা:
যোগাযোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করুন (লক্ষ্য < 2mΩ), শক্তি অপচয় হ্রাস করুন এবং ব্যাটারির দক্ষতা উন্নত করুন।

ট্যাবগুলির স্থানীয় অতিরিক্ত গরম হওয়া এড়াতে কারেন্ট ঘনত্ব ছড়িয়ে দিন (যেমন দ্রুত চার্জিংয়ের সময় তাপমাত্রা ≤80℃ এ নিয়ন্ত্রণ করা)।

2. মডিউল কাঠামোর ফিক্সেশন এবং স্ট্রেস বাফারিং
অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি:
সেলগুলির মধ্যে একটি সংযোগকারী অংশ হিসাবে, সেলগুলির অবস্থান স্পট ওয়েল্ডিং বা লেজার ওয়েল্ডিং দ্বারা স্থির করা হয়, যা সাধারণত বর্গাকার অ্যালুমিনিয়াম শেল ব্যাটারি (যেমন CATL CTP মডিউল) এবং নরম প্যাক ব্যাটারি (যেমন LG New Energy pouch ব্যাটারি) তে ব্যবহৃত হয়।
মূল কাজ:
চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময় সেলের আয়তন প্রসারণ শোষণ করুন (প্রায় 10%~15%) ট্যাব ভেঙে যাওয়া বা ডায়াফ্রাম ছিদ্র হওয়া রোধ করতে।
কম্পনের অধীনে মডিউলের কাঠামোগত স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে যান্ত্রিক সমর্থন প্রদান করুন (যেমন গাড়ির ঝাঁকুনিপূর্ণ ড্রাইভিং, কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি 5~2000Hz)।

3. সুরক্ষা সুরক্ষা উপাদান: ফিউজ বেল্ট এবং ওভারকারেন্ট সুরক্ষা
অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি:
একটি ফিউজিবল নিকেল বেল্ট হিসাবে ডিজাইন করা হয়েছে (যেমন একটি স্থানীয়ভাবে পাতলা বা ফাঁপা কাঠামো), এটি ব্যাটারি সার্কিটে সিরিজে সংযুক্ত থাকে।
মূল কাজ:
যখন কারেন্ট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে (যেমন শর্ট-সার্কিট কারেন্ট > 500A), নিকেল বেল্ট সেলের আগে গলে যায়, সার্কিটটি কেটে দেয় এবং থার্মাল রানওয়ে প্রতিরোধ করে।
প্রতিক্রিয়া সময় 10ms এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, এবং গলানোর পরে ইনসুলেশন প্রতিরোধ ক্ষমতা ≥100MΩ হতে হবে নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে।

4. থার্মাল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন
অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি:
একটি তাপ স্থানান্তর মাধ্যম হিসাবে, এটি ব্যাটারি সেলের তাপ মডিউল জল শীতল প্লেট বা শেলগুলিতে স্থানান্তর করে এবং তাপ পরিবাহী সিলিকন গ্রীসের সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়।
মূল কাজ:
তাপ পরিবাহিতা ≥90W/(m・K) হতে হবে, এবং লক্ষ্য হল ব্যাটারি সেলগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য ≤2℃ এ নিয়ন্ত্রণ করা যাতে স্থানীয় অতিরিক্ত গরম হওয়ার কারণে ক্ষমতা হ্রাস এড়ানো যায়।
কিছু নিকেল স্ট্রিপ মাইক্রোচ্যানেল কাঠামো হিসাবে ডিজাইন করা হয়েছে এবং তাপ অপচয় দক্ষতা উন্নত করতে তরল শীতল পাইপে এম্বেড করা হয়েছে (যেমন BYD ব্লেড ব্যাটারির পরোক্ষ শীতল সমাধান)।

5. প্রক্রিয়া এবং নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজনীয়তা
মাত্রিক নির্ভুলতা: পুরুত্ব সহনশীলতা ±5% (যেমন 0.1mm নিকেল স্ট্রিপ সহনশীলতা ±0.005mm), প্রস্থ সহনশীলতা ±0.1mm, স্বয়ংক্রিয় ওয়েল্ডিং সরঞ্জামের অভিযোজনযোগ্যতা নিশ্চিত করতে।
পৃষ্ঠের গুণমান:
রুক্ষতা Ra≤1.6μm, ডায়াফ্রাম ছিদ্রকারী বারগুলি এড়িয়ে চলুন;
কোনও অক্সিডেশন রঙ, তেলের দাগ নেই, ওয়েল্ডিং পৃষ্ঠকে নিকেল-ফসফরাস অ্যালয় দিয়ে ইলেক্ট্রোপ্লেট করতে হবে (প্লেটিং পুরুত্ব 2~5μm) ওয়েল্ডিং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে।
ট্রেসেবিলিটি: ব্যাচ নম্বর, রাসায়নিক গঠন (Ni≥99.5%, অপদ্রব্য Fe≤0.1%, Cu≤0.05%), এবং নিকেল স্ট্রিপের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ডেটা রেকর্ড করতে হবে IATF 16949 গুণমান ব্যবস্থাপনা সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে।

II. সাধারণ প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং সমাধান
1. উচ্চ শক্তি ঘনত্বের অধীনে অতি-পাতলা প্রয়োজনীয়তা
চ্যালেঞ্জ: ব্যাটারি প্যাকের শক্তি ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য (লক্ষ্য ≥300Wh/kg), নিকেল স্ট্রিপের পুরুত্ব 0.15mm থেকে 0.08mm এর নিচে কমাতে হবে, কিন্তু এটি শক্তির হ্রাস ঘটাতে সহজ।
সমাধান:
শস্য পরিশোধনের মাধ্যমে শক্তি এবং নমনীয়তা উন্নত করতে কোল্ড রোলিং + অ্যানিলিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করুন (গড় শস্যের আকার ≤10μm)।
নিকেল-গ্রাফিন কম্পোজিট টেপ তৈরি করুন। 5% গ্রাফিন উপাদান 30% দ্বারা প্রসার্য শক্তি বাড়াতে পারে, যখন 95% এর উপরে পরিবাহিতা বজায় রাখে।
2. দ্রুত চার্জিং পরিস্থিতিতে তাপ অপচয় অপ্টিমাইজেশান
চ্যালেঞ্জ: 480kW অতি-দ্রুত চার্জিংয়ের সময়, নিকেল টেপ সংযোগ পয়েন্টের তাপমাত্রা 150°C অতিক্রম করতে পারে, যার ফলে নিকেল অক্সিডেশন বা সোল্ডার জয়েন্ট ব্যর্থ হতে পারে।
সমাধান:
নিকেল টেপের পৃষ্ঠে সিলভার প্লেটিং (পুরুত্ব 1~2μm) তাপ পরিবাহিতা 420W/(m・K) পর্যন্ত বাড়ায়, এবং তাপ অপচয় দক্ষতা 50% বৃদ্ধি পায়।
তাপ অপচয় এলাকা বাড়ানোর জন্য একটি ইন্টারডিজিটেড নিকেল টেপ কাঠামো ডিজাইন করুন, এবং মাইক্রোচ্যানেল তরল শীতলীকরণের সাথে সহযোগিতা করে হট স্পট তাপমাত্রা 20°C এর বেশি হ্রাস করুন।
3. দীর্ঘ-জীবনের প্রয়োজনীয়তার অধীনে অ্যান্টি-জারা প্রযুক্তি
চ্যালেঞ্জ: ≥3000 বার সাইকেল জীবন সহ ব্যাটারিতে, নিকেল টেপ ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে দীর্ঘমেয়াদী সংস্পর্শে এলে ইন্টারগ্রানুলার ক্ষয় হতে পারে।
সমাধান:
ইলেক্ট্রোলাইট অনুপ্রবেশ রোধ করতে একটি নন-পোরস পিওর নিকেল কোটিং (পুরুত্ব ≥3μm) তৈরি করতে ভ্যাকুয়াম নিকেল প্লেটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করুন।
একটি প্যাসিভেশন ফিল্ম উন্নতকরণ প্রক্রিয়া তৈরি করুন, ইলেক্ট্রোলাইটিক অক্সিডেশনের মাধ্যমে NiO ফিল্মের পুরুত্ব 5nm থেকে 20nm পর্যন্ত বাড়ান, এবং ক্ষয় হার 0.01μm/বছর পর্যন্ত হ্রাস করুন।

III. ভবিষ্যতের প্রযুক্তি প্রবণতা
উপাদান উদ্ভাবন:
ন্যানোক্রিস্টালাইন নিকেল স্ট্রিপ (শস্যের আকার < 100nm): শক্তি 800MPa পর্যন্ত বৃদ্ধি পেয়েছে, 25% প্রসারণ বজায় রেখে, পাতলা স্পেসিফিকেশনের সাথে খাপ খাইয়ে (0.05mm এর নিচে)।
নিকেল-কার্বন ন্যানোটিউব কম্পোজিট স্ট্রিপ: পরিবাহিতা 6.5×10⁷ S/m পর্যন্ত বৃদ্ধি পেয়েছে, 800V উচ্চ-ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্মের কম ইম্পিডেন্স প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
প্রক্রিয়া আপগ্রেড:
বুদ্ধিমান আল্ট্রাসনিক ওয়েল্ডিং: এআই অ্যালগরিদমগুলির মাধ্যমে ওয়েল্ডিং পাওয়ার এবং প্রশস্ততার রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ, সোল্ডার জয়েন্টের ফলন 95% থেকে 99.5% পর্যন্ত বৃদ্ধি করে।
অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং নিকেল স্ট্রিপ: জটিল কাঠামোর নিকেল স্ট্রিপগুলির 3D প্রিন্টিং (যেমন সর্পিল তাপ অপচয় চ্যানেল) বিশেষ আকারের ব্যাটারি মডিউল ডিজাইনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে।
টেকসই উন্নয়ন:
ইলেক্ট্রোলেস নিকেল স্ট্রিপ তৈরি করুন: রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) এর মাধ্যমে কপার সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে সরাসরি নিকেল স্তর তৈরি করুন যাতে বর্জ্য জল দূষণ হ্রাস পায়।
নিকেল স্ট্রিপ পুনর্ব্যবহার ব্যবস্থা উন্নত করুন: নিকেল স্ট্রিপ এবং ব্যাটারি সেলের ক্ষতিহীন পৃথকীকরণ অর্জনের জন্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন হিটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করুন, এবং লক্ষ্য উপাদানের পুনরুদ্ধারের হার ≥98%।
সারসংক্ষেপ
নিকেল স্ট্রিপ নতুন শক্তি গাড়ির ব্যাটারিতে একটি "অদৃশ্য কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ" মূল উপাদান, এবং এর কর্মক্ষমতা অবশ্যই বৈদ্যুতিক, যান্ত্রিক এবং পরিবেশগত মতো একাধিক মাত্রার কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে। 800V উচ্চ-ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্ম, অতি-দ্রুত চার্জিং প্রযুক্তি এবং সলিড-স্টেট ব্যাটারির বিকাশের সাথে সাথে, নিকেল স্ট্রিপ অতি-পাতলা, উচ্চ-শক্তি এবং কার্যকরী একীকরণের দিকে পুনরাবৃত্তি হবে এবং পাওয়ার ব্যাটারি প্রযুক্তির অগ্রগতি সমর্থন করবে। গাড়ি কোম্পানি এবং উপাদান নির্মাতাদের মধ্যে সহযোগী উদ্ভাবন (যেমন CATL এবং Baosteel Metal দ্বারা নিকেল স্ট্রিপের যৌথ গবেষণা ও উন্নয়ন) শিল্পের অগ্রগতির জন্য একটি মূল চালিকা শক্তি হয়ে উঠবে।