La prueba: las lengüetas de cobre mejoran la batería

En 2019, el mercado mundial de vehículos eléctricos superó los 270 000 millones de dólares, según la revista Fortune . Se prevé que este mercado, que incluye vehículos eléctricos de batería, híbridos enchufables y vehículos eléctricos híbridos, se convierta en una industria de un billón de dólares para 2027. En el corazón de esta industria se encuentra el paquete de baterías. El éxito depende de los sofisticados paquetes de baterías que se utilizan en los vehículos eléctricos modernos. Los distintos fabricantes utilizan distintos tipos de celdas de batería, métodos de conexión y configuraciones. Pero todas las baterías tienen en común que necesitan soldadura.

Sunstone reconoce la vital necesidad de soldadura en este enorme mercado de baterías y ha trabajado para desarrollar nuevas tecnologías que amplían los límites de lo posible. Un área de enfoque específico son las lengüetas de cobre para baterías. El cobre presenta ventajas metalúrgicas, como baja resistencia, bajo costo y conductividad térmica, lo que lo hace ideal para su uso en baterías y conexiones de baterías. Anteriormente, el cobre era difícil de soldar en entornos de producción. Tras años de investigación y desarrollo, Sunstone ha desarrollado una solución que permite soldar cobre directamente a las celdas a un ritmo de producción en masa.

¿Cuánta diferencia hace el cobre?

Excelente pregunta. En respuesta, desarrollé una prueba que ilustraría claramente las diferencias en el material de las lengüetas. Con la ayuda de un colega, utilicé tres materiales diferentes para las lengüetas: cobre, níquel y cobre niquelado. Cada lengüeta tenía un grosor de 0,015" (0,38 mm). Elegí el sistema de soldadura de baterías Sunstone Omega para la prueba, ya que está diseñado específicamente para baterías y cobre. Utilicé una batería vacía con cuatro soldaduras por cápsula, lo que nos permitió probar la corriente máxima en un entorno simulado con una lengüeta soldada a dos cápsulas de batería separadas, similar a lo que se observa en la construcción de cualquier paquete de baterías.

Luego, pasamos diversas cantidades de corriente eléctrica a través de las lengüetas y medimos diversas variables para observar su reacción. El objetivo era observar cómo respondían los distintos materiales de las lengüetas a diferentes corrientes y, en última instancia, determinar la corriente máxima que podían soportar antes de fallar.

Descubrimos que el cobre redujo la cantidad de calor generado en la pestaña en un 71 % en comparación con el níquel y en un 40 % en comparación con el cobre revestido de níquel. Esto representa una disminución significativa en la cantidad de calor generado por las pestañas. El calor es uno de los factores más importantes que contribuyen a la degradación de la batería y a su menor vida útil. Al reducir el calor en la batería, su vida útil aumenta significativamente.

Otra prueba interesante consistió en aplicar una corriente fija de 200 amperios a 12 V a estas mismas lengüetas y medir su temperatura a lo largo del tiempo. Se aplicó una corriente constante hasta que la lengüeta de la batería falló o superó los 300 °C. La lengüeta de níquel duró 19 segundos antes de superar la temperatura máxima. La lengüeta de cobre niquelado duró más, pero finalmente falló después de 33 segundos. La lengüeta de cobre aumentó de temperatura de forma constante y alcanzó los 300 °C después de 90 segundos. Puede ver los resultados de la prueba en el gráfico a continuación.

La prueba se diseñó para ilustrar las ventajas de las lengüetas de cobre sobre las de níquel o las revestidas. Los resultados demostraron que el cobre puede soportar una mayor carga de corriente y generar significativamente menos calor.

La respuesta corta a mi pregunta es esta: Si no usas lengüetas de cobre en tu paquete de baterías, deberías hacerlo. El cobre es revolucionario. Puedes diseñar tu paquete de una forma completamente nueva y obtener la alta capacidad de descarga que realmente deseas. El sistema de soldadura de baterías Sunstone Omega te permite crear paquetes personalizados en cuestión de minutos, ya que está diseñado para usarse en entornos de alta producción para la producción en masa. Llama a Sunstone y descubre cómo puedes arrasar con la competencia con el cobre.