铜排浸塑作为一种主流的铜排绝缘工艺,正逐渐在众多领域崭露头角,但是在动力电池包内应用较少,储能系统较多使用,为什么呢,请看文章分析。
一、铜排浸塑的概念
铜排浸塑,是指通过特定工艺,将液态胶状绝缘材料均匀地覆盖在铜排表面,形成一层绝缘保护层。
二、工艺流程
1、预热:将铜排送入炉中预热,加热的目的是使铜排表面达到适宜的活化温度,确保后续浸胶时胶状绝缘材料能快速附着并均匀铺展,同时减少气泡产生。预热温度需根据铜排尺寸、材质及胶状材料类型精准调整。
2、浸胶:将加热后的铜排迅速浸入到胶状绝缘材料中,浸胶时间根据所需绝缘层厚度设定。同时严格控制铜排的提升速度,速度过快会导致绝缘层表面出现波纹或厚度不均,过慢则可能使局部涂层过厚或产生流挂。胶状材料需保持稳定的粘度,以确保涂层均匀性。
3、塑化:将已浸胶的铜排再次送入炉中加热,使胶状材料经历熔融、交联固化过程,最终塑化成型。塑化过程需精准控制温度曲线,避免局部过热或固化不完全。
4、冷却:塑化完成后,将铜排浸到水中,进行冷却。
5、脱模:把铜排从挂钩或者螺栓上取下即可完成脱模。成品需要将两端的预留部位通过后加工割胶处理。
三、采用的绝缘材料
浸胶采用的绝缘材料主要为聚氯乙烯(PVC)胶状材料,由 PVC 树脂、增塑剂、稳定剂、填充剂等混合而成,常温下呈胶状流体。
其成本低、流动性好,适合批量生产,温度可做到 – 40℃-125℃,绝缘强度可达 20-28kV/mm,能满足动力电池和储能电气场景需求。
四、铜排浸胶的特点
1、绝缘性能稳定:能承受 3500V AC/DC 及以上电压,绝缘效果可靠,可有效防止电流泄漏。
2、涂层均匀性好:由于胶状材料流动性佳,覆盖在铜排表面后能形成较为均匀的绝缘层,尤其适合形状复杂的铜排。
3、附着力较强:经塑化后,胶状材料与铜排表面结合紧密,剥离强度≥4N/cm,不易脱落。
五、耐温等级与绝缘层厚度
1、耐温等级
以 PVC 胶状材料为例,使用温度可达到在 – 40℃-125℃。
2、绝缘层厚度
绝缘层单边厚度一般在 1-2mm 之间。
3、耐腐蚀性
能抵御一般潮湿、粉尘环境的侵蚀,在盐雾测试(5% NaCl 溶液,35℃,192 小时)中表现良好。
六、铜排浸塑应用分析
1、动力电池方面:
空间与重量限制:动力电池包对空间和重量极为敏感,浸胶会增加铜排的厚度和重量,在BDU和模组内应用空间受限,不利于追求高能量密度、轻量化的动力电池系统应用。
散热限制:动力电池在充放电过程中会产生大量热量,而浸胶形成的绝缘层(尤其是较厚的涂层)会阻碍热量散发,可能导致电池组局部温度过高,影响性能和安全性。
2、储能方面:
环境适应性:储能系统多为固定安装,对空间和重量限制宽松。浸胶铜排的良好绝缘性、耐腐蚀性,能适应潮湿、粉尘等复杂环境,保障系统稳定运行。
安全性要求:储能系统容量大,安全至关重要。浸胶铜排的高绝缘性能,能降低漏电风险,满足安全要求。
综上所述,铜排浸胶工艺在绝缘性能、成本等方面具有优势,但受限于空间、重量、散热,在动力电池领域较少应用;而在储能等对空间、重量要求较低的场景中,具有良好的应用前景,能为电气系统安全稳定运行提供可靠保障。
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