Visão geral da tecnologia da indústria de barramento flexível de folhas de cobre multicamadas

 

Um barramento refere-se a um condutor que serve como espinha dorsal para transmissão de energia e coleta de corrente em sistemas de energia ou distribuição. Normalmente é feito de cobre ou alumínio.

 

Barramento flexível/conexão flexível refere-se a um componente condutor flexível construído com tiras finas de metal, folhas metálicas laminadas ou estruturas de fios trançados. É usado para fornecer conexões elétricas confiáveis ​​sob certas condições de espaço, expansão térmica e vibração.

 

A conexão flexível de barramento flexível de folha de cobre multi-camada/folha de cobre laminada é um tipo de barramento flexível. Ele é construído empilhando múltiplas camadas de folhas de cobre extremamente finas (ou tiras de cobre), conectadas em uma única estrutura por meio de prensagem, soldagem, ligação por difusão (ou difusão molecular), etc., para garantir boa condutividade elétrica e um certo grau de flexibilidade.

 

Seu objetivo principal é fornecer conexões confiáveis, de baixa{0}}impedância e flexíveis em aplicações onde a transmissão de alta corrente é necessária, mas a deformação do layout ou da estrutura, a expansão térmica, a vibração e os erros de alinhamento são uma preocupação.

 

 

 

 

Forma Estrutural

As estruturas comuns de conexões de cobre flexíveis soldadas por prensagem incluem:

 

Estrutura de pilha plana-multicamadas (várias camadas finas de folha de cobre são empilhadas em paralelo)

Estrutura em forma de onda/serpentina/espiral (ondas, curvas ou espirais são introduzidas entre as camadas para fornecer amortecimento flexível)

Estruturas parcialmente escalonadas ou que se cruzam são usadas para distribuir uniformemente a corrente, reduzir a resistência ou reduzir o estresse mecânico

A literatura de patentes descreve "conexões flexíveis de folha de cobre multi-camadas" nas quais a folha de cobre é empilhada em uma tira espiral ondulada, serpentina ou desdobrada. As camadas intermediárias podem ser escalonadas ou deslocadas para proporcionar expansão e contração flexíveis em uma direção ou comprimento específico.

 

Processos Comuns de Fabricação/Conexão

Durante o processo de fabricação, múltiplas camadas de folha de cobre devem ser integradas em uma única unidade, e conexões elétricas confiáveis ​​devem ser garantidas entre cada camada e entre cada camada e sua extremidade:

 

Prensagem/Prensagem a Frio/Prensagem a Quente	Folhas de cobre multi{0}}camadas são comprimidas sob alta pressão para aumentar a área de contato entre as camadas e reduzir a resistência.
Ligação por Difusão Molecular / Ligação por Difusão	Sob determinadas temperaturas e pressões, os átomos de metal se difundem entre as camadas, conseguindo uma ligação de metal-com{1}}metal sem a necessidade de solda excessiva. Isto resulta em uma baixa resistência de contato e uma conexão elétrica confiável.
Conexão de solda baseada em brasagem/prata-	A solda-à base de prata é usada para soldar folhas de cobre entre camadas, especialmente nas extremidades da conexão com segmentos e blocos terminais de conectores laminados de folha de cobre flexível.
Tratamento/revestimento de superfície (como estanho, níquel e prata)	Melhore a resistência à oxidação e à corrosão, ao mesmo tempo que reduz a resistência de contato.
Perfuração / Perfuração / Corte	Furos de parafusos, aberturas ou tiras são reservados nas extremidades do barramento flexível de folha de cobre ou nas extremidades de conexão para facilitar a instalação, fixação e conexão.

 

Como a folha de cobre é inerentemente fina e flexível, o processo de fabricação também requer controle sobre a precisão geométrica, a uniformidade da laminação, o risco de saltos entre camadas e empenamento.

 

 

 

 

 

Os barramentos de bateria de energia de armazenamento flexível de folha de cobre oferecem as seguintes vantagens principais e características de desempenho principais:

 

Alta condutividade/baixa resistência	O empilhamento de múltiplas-camadas e a boa condutividade entre-camadas resultam em baixa resistência geral. Grandes áreas de contato e caminhos de corrente curtos ajudam a reduzir a queda de tensão.
Excelente flexibilidade/elasticidade flexível	O design empilhado + corrugado / serpentina mantém conexões confiáveis ​​sob flexão, estiramento e expansão térmica limitados, aliviando a concentração de tensão.
Excelente gerenciamento térmico/dissipação de calor	A proporção relativamente grande entre superfície-e-área-de seção transversal da folha de cobre fina facilita a dissipação de calor. A estrutura flexível também melhora o caminho de dissipação de calor.
Confiabilidade em vibração e ciclagem térmica	A operação do equipamento frequentemente sofre ciclos térmicos, vibrações mecânicas e mudanças na expansão e contração, resultando em estresse significativo. O design flexível da estrutura de folha de cobre multi-camadas atenua a deformação e retarda a fadiga.
Estrutura compacta e leve	Em comparação com soluções que usam barramentos de cobre grossos + interconexões ou conectores, os barramentos de soldagem multicamadas de folha de cobre são mais finos e leves, tornando-os adequados para sistemas com alta densidade de energia e espaço limitado.
Adaptável a cenários de alta corrente/alta potência	Em cenários como nova energia, conversão de frequência, barramentos de energia e armazenamento de energia, onde é necessária alta corrente e existem restrições de layout espacial, os barramentos flexíveis de cobre para baterias de lítio oferecem uma solução ideal.

 

É claro que as desvantagens ou desafios a serem superados incluem contato deficiente entre camadas, processamento difícil, custos elevados, dificuldade no projeto de vida em fadiga e gerenciamento de estresse térmico.