Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2025-05-26 Origem:alimentado
Os veículos elétricos (VEs) estão transformando o setor de transporte, oferecendo alternativas mais limpas aos carros movidos a gasolina e ajudando a reduzir as emissões globais de carbono. No coração de cada EV, encontra-se uma bateria complexa, geralmente composta por dezenas-ou até centenas-de células individuais de íons de lítio. Essas células e seu hardware de suporte representam uma parcela significativa do custo de um EV e devem ser protegidas rigorosamente durante todas as etapas da fabricação, remessa, armazenamento e montagem. A corrosão é uma das ameaças mais insidiosas à confiabilidade da bateria: mesmo a oxidação microscópica em uma superfície de metal pode impedir a condutividade elétrica, o desempenho de degradar ou acionar riscos de segurança.
As baterias de veículos elétricos incorporam vários componentes de metal - coletores de corrente (tipicamente folhas de cobre ou alumínio), barras de ônibus, terminais e prendedores mecânicos. Durante a produção, essas peças são frequentemente soldadas, soldadas ou mecanicamente crimpadas, criando pontos em que os revestimentos de proteção podem ser incompletos ou danificados. Quando os módulos de bateria são movidos de linhas de produção celular para montagem de módulos ou de plantas de montagem para fabricantes de veículos, eles podem suportar:
Umidade e condensação: as flutuações de temperatura nos contêineres podem fazer com que a umidade se condense em superfícies frias, entrando em contato diretamente com as áreas metálicas expostas.
Contaminantes de sal e no ar: as áreas de fabricação costeira ou armazenamento portuárias expõem peças a partículas de sal no ar e poluentes industriais que aceleram a oxidação.
Manuseio mecânico: arranhões e arranhões durante o manuseio podem remover revestimentos finos de laca, deixando o metal nutrado que corroja rapidamente.
O efeito cumulativo desses eventos de exposição pode resultar em camadas de corrosão medidas em microns-mas até mesmo esses pequenos filmes de ferrugem aumentam a resistência elétrica e podem comprometer as tolerâncias rígidas necessárias para células EV de alto desempenho.
Historicamente, os fabricantes confiaram em várias técnicas para mitigar o risco de corrosão:
Revestimentos de graxa e óleo
espessos camadas de graxa ou óleo inibindo a corrosão são aplicadas a barras de ônibus, terminais e caixas de metal. Embora eficazes em repelir a umidade, esses revestimentos atraem poeira e podem migrar durante o trânsito, levando a áreas de trabalho confusas e etapas de limpeza extras.
Os vernizes e as lacas à base de solventes
revestimentos de polímero de filmão fino protegem as superfícies de maneira mais limpa que a graxa, mas requerem fornos de secagem controlados e sistemas de recuperação de solventes. Alguns solventes apresentam preocupações ambientais e de saúde, e os revestimentos podem rachar sob ciclismo térmico.
Revestimentos em pó
Aplicação eletrostática de pós de polímero cria barreiras robustas e uniformes. No entanto, o revestimento em pó requer cura de temperatura elevada e geralmente não pode atingir as complexas geometrias internas dos módulos da bateria.
Dessicantes e gabinetes selados
Pacotes de sílica gel ou papéis que absorvem umidade são colocados dentro da embalagem e são usados sacos de papel alumínio seláveis. Os dessecantes só podem proteger até saturar, e os sacos de papel alumínio adicionam peso e complexidade de descarte.
Cada um desses métodos apresenta trade-offs em termos de custo, manuseio e impacto ambiental. Além disso, nenhum deles oferece proteção verdadeira 'auto-cicatrização' se os revestimentos forem arranhados ou as dessecantes se esgotarem.
As células da bateria são fabricadas em ambientes de baixa umidade, mas uma vez que os módulos deixam as linhas de montagem controladas por umidade, elas podem encontrar uma exposição súbita ao ar ambiente. Os coletores de corrente de cobre e alumínio oxidam rapidamente quando as moléculas de água adsorver em suas superfícies. Essa camada de oxidação aumenta a resistência elétrica, levando à distribuição de corrente desigual durante o carregamento e descarga. Com o tempo, zonas de resistência mais alta aquecem preferencialmente, acelerando a degradação celular e reduzindo a vida geral da bateria.
As células de íons de lítio contêm eletrólitos orgânicos à base de solvente que podem vaporizar quando as baterias ficam ociosas a temperaturas elevadas-como sob luz solar direta em uma asfalto de armazenamento. Esses vapores podem se condensar em superfícies de metal mais frias em outras partes do gabinete da embalagem, reagindo com a umidade para formar subprodutos corrosivos. Pontos enegrecidos ou sem caroço nos contatos terminais geralmente voltam a esses cenários de ataque localizados, que são difíceis de prevenir apenas com os revestimentos convencionais.
Os filmes VCI são folhas de polímeros finas impregnados com inibidores de corrosão orgânica. Uma vez que o filme é envolvido em torno de um componente - ou colocado dentro de uma sacola fechada - os inibidores sublimam lentamente, liberando moléculas de vapor que permeiam o espaço de ar fechado. Ao contrário de graxa ou dessecante, que protegem apenas superfícies de contato direto ou absorvem a umidade, o vapor VCI preenche todos os vazios, atingindo costuras de solda ocultas, prendedores rosqueados e fendas internas. Ao revestir uniformemente superfícies metálicas com moléculas de inibidor, os filmes de VCI criam uma atmosfera protetora onipresente.
Quando o VCI Vapor encontra uma superfície de metal, as moléculas de inibidor adsorvam e formam um filme nanoscópico e passivador. Este filme é tipicamente apenas algumas moléculas de espessura - tão fino que não afeta a condutividade elétrica ou interfere nos processos de solda. No entanto, ele efetivamente bloqueia a água e o oxigênio de reagir com o substrato metálico. Se a camada de filme for interrompida - por exemplo, manuseio ou expansão térmica -, ele se reforma automaticamente à medida que o inibidor vaporizado reabastece a cobertura da superfície.
Testes de laboratório independentes sujeitam os componentes presos por VCI a ambientes de corrosão acelerados, como as câmaras de fãs de sal ASTM B117 (spray de NaCl a 5%) e câmaras de umidade de RH de 85 ° C/85%. Em estudos comparativos:
Controles não abrangidos: mostraram ferrugem visível dentro de 24 a 48 horas.
Amostras revestidas com graxa: início do atraso da ferrugem para 72 a 96 horas, mas produziu resíduos oleosos e exibiram cobertura desigual.
Amostras embrulhadas em VCI: permaneceram livres de corrosão por mais de 1.000 horas, sem oxidação ou resíduo visível, demonstrando longevidade superior.
Quando os pesquisadores mediram a rugosidade da superfície e a resistência ao contato após a exposição, os painéis protegidos pelo VCI mantiveram valores de rugosidade da linha de base (RA) e não mostraram aumento na resistência elétrica. Por outro lado, os controles de graxa e laca exibiram resistência 10 a 15% maior devido a pontos de corrosão localizados e resíduos de limpeza.
Um dos principais fabricantes de baterias EV testou as embalagens de filme VCI para remessas de módulos através de uma porta tropical com umidade relativa média acima de 80%. Os módulos tradicionais cheios de graxa exigiram um processo de degrescência de 2 horas após a chegada, atrasando a montagem. Os módulos embrulhados em VCI, no entanto, ignoraram completamente a limpeza. Os inspetores encontraram corrosão zero em qualquer um dos 120 remessas de teste, economizando mais de 240 horas de homem de agressão e cortar o tempo de doca-line em 30%.
Durante um período de armazenamento de seis meses em condições ambientais (20 a 40 ° C, 40-90% de RH), os módulos envolvidos no filme VCI exibiram um aumento de menos de 2% na impedância celular média. Os módulos idênticos embalados com a impedância de graxa de graxa aumentam de 8 a 10%, traduzindo -se em redução da taxa de transferência de energia e possíveis reivindicações de garantia. Os pacotes protegidos pelo VCI não apenas chegaram prontos para a instalação, mas também entregaram um desempenho mais consistente uma vez em serviço.
Proteger as baterias de veículos elétricos da corrosão durante o armazenamento e o transporte é fundamental para garantir o desempenho, a segurança e a satisfação do cliente. Métodos tradicionais-revestimentos, vernizes, dessecantes-geralmente ficam aquém da cobertura de áreas de difícil acesso, adicionam etapas de limpeza e transportam riscos ambientais ou de saúde. Por outro lado, os filmes de VCI aproveitam os inibidores da fase de vapor para criar um escudo invisível e auto-renomador que atinge todas as superfícies, de caixas externas a soldas internas.
Os testes de laboratório confirmam a resistência superior ao fã de sal e a umidade do filme VCI, enquanto as implantações do mundo real demonstram economias tangíveis em degrescência de trabalho, desvio de impedância reduzida e eliminação de retrabalho não planejado. Ao investir em embalagens de filmes VCI , os fabricantes de baterias e integradores de veículos elétricos podem:
Atuar a logística: os custos leves e sem resíduos corta os custos de remessa e manuseio.
Acelerar a montagem: nenhuma limpeza pós-chegada significa integração mais rápida do lado da linha.
Melhorar a confiabilidade: o menor risco de corrosão reduz as reivindicações de garantia e a variabilidade de desempenho.
Apoiar a sustentabilidade: os filmes de poliolefina são recicláveis e a proteção sem óleo se alinha aos objetivos de fabricação verde.
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