Цинковая лента для аккумуляторов

Никелевая лента для сварки

Никель — уникальный материал, и таким его делает способность соединять в себе противоположные свойства: прочность, пластичность и вязкость. Полуфабрикаты, в которых поставляется этот материал для использования в производстве это: никелевая лента, проволока, листы, порошок.

Уникальные свойства никеля (сохраняются и при температурах выше 950 ºC):

• Абсолютная стойкость к окислению и взаимодействию с прочими активными газовыми средами;
• Нейтралитет по отношению к кислотам и щелочам;
• Отсутствие аллотропических превращений;
• Высокая пластичность при высокой прочности и одновременно отличная ковкость (чего невозможно достичь в других сплавах).

Никелевая лента для сварки

Область применения

Жаростойкость, инертность, прочность и получение хороших результатов при сочетании с другими химическими элементами, позволяют использовать этот материал в космической и авиастроительной промышленности при создании турбин для двигателей, электротехнике.

Чистый никель – полуфабрикат, для производства поставляется в виде листов, проволоки, порошков, наиболее распространенный вариант для бытового использования – никелевая лента. Все виды материала используется:

• в машиностроительной промышленности для электронагревателей и аккумуляторов, используемых в силовых установках;
• в электротехнике для резистивных элементов;
• для точечной сварки аккумуляторов и сборки литиевых батарей.

Преимущества и недостатки

Никелевая лента НП2 имеет ряд преимуществ, к которым относится ее разновидность как по маркам, так и по размерам (толщине и ширине). Наибольшее влияние оказывает на сварку возможность выбрать толщину никелевой ленты (0,05-2 мм), так как ею можно варьировать при подборе мощности сварки и прочности соединенной конструкции из литий–ионных аккумуляторов. В домашних условиях, чаще всего используется никелевая лента этой марки – это довольно «чистый» и недорогой сплав.

Никелевая лента имеет и свои недостатки, как правило, это мягкость, которая снижает прочность конструкции. При необходимости сделать конструкцию более жесткой используется стальная никелевая лента (с содержанием железа до 15 %). Но такой состав снижает проводимость тока.

Виды, размеры, характеристики, свойства

Существует четкое соотношение между толщиной никелевой ленты и используемой силы тока; толщиной ленты и ее шириной.

Сила тока (Ампер)

Процесс использования никелевой ленты

Используется никелевая лента для сборки 18650 литий-ионных аккумуляторных батарей, точечным способом сварки. Эта батарея (иногда используется маркировка 168 А) встречается там, где нужна большая емкость, чаще всего именно из нее собираются батареи для ноутбуков, электроскутеров, сигвеев и т.д.

Процесс довольно-таки прост, тем более для тех, кто уже проводил работы по точечной сварке. Здесь главное соблюдать:

• параллельное расположение полюсов и
• выбирать аккумуляторы для сварки только с плоской поверхностью диаметром не менее 5 мм.
• использовать никелевую ленту, толщиной, соответствующую силе тока.

Никелевая лента для сварки аккумуляторов

Чем можно заменить никелевую ленту?

Лента никелевая для аккумуляторов наиболее популярна из-за эргономичной формы: ее можно удобно расположить на любой поверхности, она не скатывается и хорошо прижимается в процессе точечной сварки.

Мощности домашней сварки вполне достаточно, чтобы связать надежную конструкцию. Но если отсутствует никелевая лента для сварки аккумуляторов, чем заменить такой материал?

Сразу необходимо сказать, что пайка и, соответственно нагрев литиевых аккумуляторов не допустим, т.к. может вызвать взрыв.»

В качестве соединительной ленты используется медная луженая проволока, предварительно протянутая через пресс для придания ленточной формы.

Медная луженая проволока

Марка меди в этом случае должна быть М0, М1, М2 – не более (у марок М3, М4 снижена токопроводность). В данном случае, идеальным вариантом будет проволока из трансформатора.

Маркировка ленты

Качество никелевой ленты определяются маркой, которых существует 4. Кроме того, к ней применяется буквенное обозначение, которое указывает на форму выпуска и способ его изготовления: анодный, электролизный или рафинированный. Буквенное обозначение:

А – анодная продукция;

Вторая «Н» – непассивируемость (в марках анодов).

Никель различается химической чистотой и в зависимости от содержания лишних примесей: серы, цинка, свинца, сурьмы, висмута – их суммарное содержание колеблется от 0,01 до 0,1 % и определяют марку никеля. Вышеперечисленные элементы представляют легкоплавкие металлы, которые могут привести к такому дефекту, как красноломкость – расслоение, при ее нагреве всего до 645 ºС. Цифровое обозначение:

3,4 – 99,0 % — имеет маркировку НП2, но может использоваться более качественная марка.

На что влияет «чистота» никеля?

Существует понятие «водной болезни». Связано это с недобросовестным изготовлением, при котором остается высокое содержание кислорода (более 0,005 %). При сваривании поверхностей происходит химический процесс связывания кислорода с водородом из атмосферы, в результате чего образовывается вода. При этом происходит вспучивание сварного соединения. Также для марки НП2, не исключается расслой ленты, что говорит о содержании выше нормы вредных примесей – легкоплавких металлов.

Чтобы исключить все негативные факторы, лента никелевая сварочная должна соответствовать стандарту, и проходить контроль качества на производстве. А для этого нужно пользоваться проверенными поставщиками.

Заключение

Благодаря такому простому элементу, как никелевая лента для точечной сварки, можно обеспечить необходимую емкость аккумулятора для вашего оборудования. Никелевая лента экологический чистый материал, инертный к агрессивным средам, поэтому его использование не ограничивается только электрооборудованием.

Источник

Цинковая лента для аккумуляторов

18 февраля 2019

Сварочная никелевая лента предназначена для сборки высокомощных аккумуляторынх батарей или отдельных ячеек посредством контактной сварки. Выбор ленты зависит от условий эксплуатации аккумуляторной сборки. Если она будет эксплуатироваться на улице, в условиях повышенной влажности, то лучше выбрать чисто никелевую ленту. Никель является уникальным материалом, который сочетает такие контрактные свойства, как пластичность, прочность и вязкость. При этом материал является высокотемпературным и сохраняет свои свойства при нагреве до 960 градусов.

Никель отличается следующими характеристиками:
— стойкость к окислению
— стойкость к щелочам и кислотам
— высокая пластичность при одновременной высокой прочности, отличная ковкость

Ленты NS-25.5/1 и NS-8/1 на 99.96% состоят из никеля, имеют одинаковую толщину 0.15мм и различаются шириной. Чистота никеля важна во избежание т.н. «водной болезни». Если при изготовлении никеля остается высокое содержание кислорода (более 0.005%), то при сваривании поверхности кислород связывается с водородом и образуется вода. При этом происходит нежелательное вспучивание сварного соединения.

Никелевая лента шириной 8 мм предназначена для сварки небольших литийионных аккумуляторов 18650, а лента NS-25.5/1 с шириной 25.5 мм имеет промежуточные отверстия и предназначена для более крупных аккумуляторов, которые чаще используются в электротранспорте. Используя такую ленту, удобно сварить сразу четыре аккумулятора, используя только один кусок ленты.

Кроме того, широкая лента подходит к держателям аккумуляторов, поэтому ей можно варить аккумуляторы, уже установленные в эти держатели.

Единственным негативным фактором применения никелевой ленты может стать ее мягкость, которая снижает прочность конструкции. Для устранения этого недостатка часто заменяют никелевую ленту на стальную никелевую ленту (содержание стали в ней до 15%), однако помимо опасности возникновения коррозии применение этой ленты также снижает проводимость тока.

Необходимо правильно выбирать ширину и толщину никелевой ленты в зависимости от рабочего тока аккумуляторной сборки, т.к. существует точное соотношение между толщиной, шириной лентыи силой тока.

Источник

Никелевая лента для сварки аккумуляторов

В статье рассматривается применение ленты из никеля для сварки аккумуляторных батарей.

Современная аккумуляторная батарея состоит из нескольких Li-ion аккумуляторов, для соединения которых используется никелевая лента.

Никелевая лента широко используется для создания аккумуляторных сборок из двух или более аккумулирующих электрическую энергию элементов. Для этого применяется точечная (контактная) сварка. С её помощью отрезок ленты приваривается к полюсам нескольких элементов, соединяя их в аккумуляторную батарею (АКБ). Коммутационные схемы бывают последовательными, параллельными и смешанными (комбинированными).

Цели и задачи меж-аккумуляторных соединений

Сборка батарей из аккумуляторов обусловлена необходимостью получения источников постоянного тока с заданными рабочими характеристиками. Используя определённую схему соединения, можно суммировать нужные параметры отдельных источников и получить групповой накопитель с более высоким напряжением или ёмкостью, либо с комбинацией этих двух параметров. Полученные таким образом аккумуляторные батареи используют для автономного питания электроприборов с различной потребляемой мощностью, запуска ДВС, резервного хранения электроэнергии.

Никелевая лента как оптимальный материал для сборки аккумуляторных батарей

Для соединения аккумуляторов в блок никелевая лента активно используется благодаря ряду характерных физико-химических и технологических параметров. В их числе:

• низкое удельное сопротивление 0,087 Ом•мм 2 /м;
• низкая теплоёмкость 460 Дж/кг, препятствующая перегреву проводника;
• высокая прочность на разрыв (предел 450 МПа) и пластичность;
• стойкость к коррозии, окислению;
• способность выдерживать нагрев до 960°C и ток до 17,8 ампер (кратковременно до 35 ампер) без изменения свойств.

Технологичность сварочной никелевой ленты обеспечивается её профилем, а именно: прямоугольным сечением, толщиной от 0,127 до 0,2 мм, шириной от 5 до 10 мм. Этот форм-фактор обеспечивает устойчивое размещение отрезка ленты с плотным прилеганием на плоской поверхности плюсового контакта небольших аккумуляторов типоразмера 18350 или 18650, удобное для последующего приваривания. Благодаря эргономичному форм-фактору процесс сварки легко автоматизировать. Малая толщина ленты не способствует увеличению габаритов готовой батареи. Существует никелевая лента с увеличенной шириной, с высеченными в ней квадратными отверстиями. Её назначение – создание эффективного соединения между четырьмя, шестью или большим числом аккумуляторов, установленных параллельно в «батарейных» держателях.

Обоснованность точечной сварки для соединения аккумуляторов в батарею

Никелевая лента хорошо подходит для сварки в группы однотипных элементов питания с разными активными компонентами, включая никель-кадмиевые (Ni-Cd) или никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы. Однако сегодня «никелевые» источники питания утратили свои позиции на рынке, уступив место более совершенным литий-ионным (Li-ion) батареям.

Конструктивно литий-ионные батареи представляют собой сборки из одиночных цилиндрических «пальчиковых» аккумуляторов. Поскольку в силу химического состава литиевые аккумуляторы взрывоопасны, а их ёмкость при нагреве снижается, соединение методом пайки из-за сравнительно длительного нагрева не рекомендуется и практически не применяется. Более эффективным, быстрым, безопасным способом является точечная сварка короткими импульсами тока большой силы, в процессе которой никелевая лента приваривается к полюсам элементов, соединяя их. Время воздействия электрода в точке контакта ленты с поверхностью аккумулятора составляет всего несколько миллисекунд. Этого достаточно для её надёжного приваривания к накопителю, при этом ни контакт аккумулятора, ни сам накопитель, не нагреваются до критических значений, поскольку тепловой импульс, возникающий при сварке, минимален.

Точечная сварка против пайки

При точечной сварке аккумуляторов с помощью никелевой ленты не нужен оловянный припой, который повышает сопротивление в месте контакта на 30-35%, и хотя незначительно, но увеличивает вес батареи, что важно при производстве источников питания для мобильных устройств. Ещё один недостаток пайки заключается в том, что она уступает сварке в качестве и прочности соединения на отрыв. Важно заметить, что при точечной сварке никеля не образуется окалина, что обычное дело при работе с медью, которая как олово, повышает сопротивление проводника.

Выбор габаритов никелевой ленты для сварки аккумуляторов

Для сварки аккумуляторов ширина и толщина никелевой ленты подбирается с учётом максимальных значений тока, который будет по ней протекать. Определить их можно зная суммарную ёмкость элементов, предназначенных для сборки. Условно принято считать, что максимальный ток заряда и разряда аккумулятора не должен превышать 0,2 от физического значения его ёмкости. Например, у аккумулятора для мотоцикла или скутера емкостью 30А/ч максимальный ток разряда составит 6А (0,2×30А/ч = 6А). Чем больше суммарная ёмкость, тем больше ток. Исходя из этого, никелевая лента для сварки подбирается по таблице:

Ширина, мм	Толщина, мм	Величина тока, А
5	0,127	6
5	0,15	8
6	0,2	11
8	0,2	15
10	0,2	18

Рисунок 1. Никелевая лента для сварки аккумуляторов

Технологический процесс сварки аккумуляторов никелевой лентой

Устройства для точечной сварки аккумуляторов используются на промышленных предприятиях, в ремонтных сервисах и мастерами-любителями в домашних условиях. Вне зависимости от масштабов производства, размеров и конструкции оборудования, технология сваривания батарей на заводе принципиально не отличается, от той, которая используется в частном гараже. В отличие от двусторонних аппаратов, имеющих два противостоящих друг другу электрода (стержня), для соединения никелевой ленты с аккумуляторами применяются устройства с одним электродом. Процесс создания батареи можно разделить на три этапа:

• Формирование группы аккумуляторов, подготовка отрезков никелевой ленты нужного размера и их укладка на плоские контакты расположенных рядом друг с другом элементов питания.
• Кратковременная подача тока в точку сваривания через прижатый к ленте электрод, под действием которого никель плавится, а его частицы прочно «прилипают» к полюсу аккумулятора.
• Прекращение подачи тока, охлаждение сварного соединения.

Схемы коммутации аккумуляторов

Существует три схемы соединения элементов в аккумуляторной батарее, применяя которые можно увеличить емкость батареи, повысить напряжение или сделать, и то, и другое.

Параллельное соединение
При параллельном соединении однополярных клемм накопителей, емкость полученной аккумуляторной батареи будет равна сумме ёмкостей входящих в её состав элементов.

Последовательное соединение
При последовательном соединении разнополярных контактов элементов питания, когда «плюс» одного аккумулятора соединяется с «минусом» следующего, рабочее напряжение полученной батареи будет равно сумме напряжений соединённых в ней накопителей.

Смешанное (комбинированное) соединение
Комбинированная коммутация аккумуляторов на первом этапе подразумевает создание сборок путём последовательного соединения элементов, чтобы добиться нужного суммарного напряжения. На втором этапе эти сборки коммутируются между собой параллельно, благодаря чему их ёмкости суммируются. В итоге получается батарея с повышенным напряжением и увеличенной ёмкостью.

Рисунок 2. Аккумуляторная сборка

Перспективы никелевой ленты как материала для аккумуляторных сборок

На созданных вышеперечисленными способами литиевых батареях работают ноутбуки, электроинструменты, электровелосипеды, сигвеи, квадрокоптеры, медицинское оборудование, электромобили и т д. Даже если в ближайшем будущем произойдёт очередная замена накопителей на более совершенные и эффективные аккумуляторы, то и они будут литиевыми. Скорее всего, это будут литиево-серные (Li-S) или литиево-кислородные источники энергии. Это означает, что никелевая лента, наиболее подходящая для соединения литиевых аккумуляторов, будет востребована не только сегодня и завтра, но и в более отдалённой перспективе.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник