नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण में एल्युमीनियम: फ़ॉइल, बसबार और फ़्रेम

एल्युमीनियम नवीकरणीय ऊर्जा हार्डवेयर में कई स्तरों पर अंतर्निहित है: प्रत्येक लिथियम आयन सेल के अंदर 10 से 20 माइक्रोन वर्तमान कलेक्टर फ़ॉइल के रूप में, मॉड्यूल और पैक में टैब और बसबार शीट के रूप में, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के चारों ओर एक्सट्रूडेड फ्रेम के रूप में, और बैटरी थर्मल प्रबंधन में कूलिंग हार्डवेयर के रूप में। प्रत्येक एप्लिकेशन का अपना मिश्रधातु, चालकता और संक्षारण मानदंड होता है।

लिथियम-आयन कोशिकाओं में वर्तमान संग्राहक

एल्युमीनियम फ़ॉइल मानक कैथोड करंट कलेक्टर है क्योंकि इसकी निष्क्रियता परत एक स्थिर, पतली ऑक्साइड बनाती है जो सेल क्षमता का प्रतिरोध करती है, जबकि इसका कम घनत्व सेल द्रव्यमान को कम रखता है। विशिष्ट विशिष्टता 12 से 20 माइक्रोन गेज है, जिसमें 15 माइक्रोन सामान्य उत्पादन मूल्य, 99.5 प्रतिशत या अधिक की शुद्धता पर होता है। 1235, 1060, 1070 और 1100 मिश्रधातुओं का उपयोग किया जाता है, जो कठोर H18 प्रकार के टेम्परेचर में वितरित किए जाते हैं, जो बिना झुर्रियों के कोटिंग, स्लिटिंग और वाइंडिंग से बचने के लिए आवश्यक तन्य शक्ति प्रदान करता है। मोटाई सहनशीलता और ऊँट महत्वपूर्ण हैं: भिन्नता के कुछ माइक्रोन कोटिंग की एकरूपता को बदल देते हैं, और किनारे की गड़गड़ाहट विभाजक में प्रवेश कर सकती है। इस शुल्क के लिए फ़ॉइल को GB/T 3198 या EN 546 श्रृंखला के विरुद्ध ऑर्डर किया गया है, जो तकनीकी स्थितियों, यांत्रिक गुणों और सहनशीलता को अलग से परिभाषित करता है। कई सेल निर्माता इंटरफ़ेस संपर्क प्रतिरोध को कम करने के लिए फ़ॉइल पर एक पतली कार्बन कोटिंग भी लगाते हैं।

बैटरी टैब, बसबार और हाउसिंग

टैब और बसबार भारी गेज होते हैं और ताकत के बजाय विद्युत चालकता के लिए चुने जाते हैं। मिश्र धातु 1050ए और कंडक्टर ग्रेड 1350 अंतर्राष्ट्रीय एनील्ड कॉपर मानक चालकता का लगभग 61 प्रतिशत प्रदान करते हैं, जो एल्यूमीनियम कंडक्टरों के लिए व्यावहारिक बेंचमार्क है। टैब आम तौर पर 0.2 से 0.5 मिमी के होते हैं, जबकि पैक बसबार और इंटरकनेक्ट 1 से 3 मिमी मोटे होते हैं और सोल्डरिंग के बजाय अल्ट्रासोनिक या लेजर वेल्डिंग द्वारा जुड़े होते हैं। मॉड्यूल और पैक हाउसिंग संरचनात्मक फ्रेम के लिए 6061-टी6, कूलिंग प्लेटों के लिए 3003 या 1050 और जहां नमक के संपर्क की उम्मीद है, 5052 या 5083 का उपयोग करते हैं। जहां एल्यूमीनियम एक जोड़ में तांबे से मिलता है, वहां गैल्वेनिक जंग को निकल चढ़ाना, द्विधातु संक्रमण प्लेटों और जोड़ को सूखा रखकर नियंत्रित किया जाना चाहिए।

सौर मॉड्यूल फ़्रेम और माउंटिंग

फोटोवोल्टिक मॉड्यूल मिश्र धातु 6063 में एक्सट्रूडेड फ्रेम का उपयोग करते हैं, जो अक्सर टी6 टेम्परेचर में होता है, जिसे एएसटीएम बी221 या समकक्ष राष्ट्रीय प्रोफ़ाइल मानक के लिए ऑर्डर किया जाता है। एएसटीएम बी221 के तहत टी6 स्थिति के लिए न्यूनतम 205 एमपीए की तन्यता ताकत और 170 एमपीए की न्यूनतम उपज ताकत की आवश्यकता होती है, मान जो मॉड्यूल योग्यता में लागू यांत्रिक लोड मामलों का समर्थन करते हैं। मॉड्यूल डिज़ाइन योग्यता के लिए IEC 61215 और सुरक्षा के लिए IEC 61730 प्रकार के हैं, और IEC 61215 में यांत्रिक भार परीक्षण आमतौर पर 2 400 Pa पर चलाया जाता है, जिसमें भारी बर्फ वाले क्षेत्रों के लिए उच्च स्तर का उपयोग किया जाता है। फ़्रेम को ISO 7599 मोटाई पदनामों के अनुसार एनोडाइज़ किया जाता है, आमतौर पर मानक आउटडोर सेवा के लिए AA15, और बढ़ते रेल असमान धातु जोड़ों से बचने के लिए संगत फास्टनरों के साथ एक ही मिश्र धातु परिवार का उपयोग करते हैं।

आउटडोर सेवा में थर्मल प्रबंधन और संक्षारण

बैटरी और इन्वर्टर की कूलिंग एल्युमीनियम कोल्ड प्लेट्स, माइक्रोचैनल एक्सट्रूज़न और फिनिश्ड हीट सिंक पर निर्भर करती है, जहां तापीय चालकता और दबाव ड्रॉप डिज़ाइन ड्राइवर हैं। बाहरी प्रतिष्ठानों में सेवा जीवन संक्षारण द्वारा सीमित है, इसलिए घटकों को तटस्थ नमक स्प्रे परीक्षण द्वारा आईएसओ 9227 और फोटोवोल्टिक प्रणालियों के लिए, आईईसी 61215 में नम गर्मी और आर्द्रता फ्रीज अनुक्रम द्वारा योग्य किया जाता है। सेल और पैक स्तर की सुरक्षा और प्रदर्शन औद्योगिक लिथियम बैटरी के लिए आईईसी 62619 और इलेक्ट्रिक वाहन कोशिकाओं के लिए आईईसी 62660-1 जैसे मानकों द्वारा कवर किया जाता है। खरीद के संदर्भ में, तीन वस्तुएं जो अक्सर अस्वीकृति का कारण बनती हैं, वे हैं पन्नी की मोटाई सहनशीलता, स्लिट किनारों पर गड़गड़ाहट की ऊंचाई और फ्रेम पर एनोडिक कोटिंग की मोटाई, इसलिए इन्हें एक मापने योग्य सीमा के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए और प्रत्येक लॉट पर सत्यापित किया जाना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q:लिथियम {{0}आयन कोशिकाओं में एल्यूमीनियम पन्नी की कितनी मोटाई का उपयोग किया जाता है?
ए: कैथोड करंट कलेक्टर फ़ॉइल आम तौर पर 12 से 20 माइक्रोन का होता है, जिसमें 15 माइक्रोन सबसे आम उत्पादन गेज होता है, जिसकी शुद्धता 99.5 प्रतिशत या उससे अधिक होती है।

Q:बैटरी बसबार के लिए किस एल्यूमीनियम मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है?
ए: 1050ए और कंडक्टर ग्रेड 1350 मानक हैं, जो अच्छी फॉर्मेबिलिटी के साथ लगभग 61 प्रतिशत अंतर्राष्ट्रीय एनील्ड कॉपर मानक चालकता प्रदान करते हैं।

Q:कैथोड संग्राहक के लिए तांबे के स्थान पर एल्यूमीनियम का उपयोग क्यों किया जाता है?
ए: कैथोड क्षमता पर एल्यूमीनियम एक स्थिर निष्क्रिय ऑक्साइड बनाता है जो विघटन का प्रतिरोध करता है, जबकि तांबा संक्षारण करेगा। कॉपर एनोड पक्ष के लिए मानक बना हुआ है।

Q:कौन से मानक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल फ़्रेम को कवर करते हैं?
ए: फ़्रेम को एएसटीएम बी221 या मिश्र धातु 6063-टी6 में समकक्ष प्रोफ़ाइल मानक से बाहर निकाला जाता है, जबकि तैयार मॉड्यूल आईईसी 61215 और आईईसी 61730 के लिए योग्य है।

Q:बाहरी ऊर्जा हार्डवेयर के लिए संक्षारण प्रतिरोध को कैसे सत्यापित किया जाता है?
ए: आईएसओ 9227 में तटस्थ नमक स्प्रे परीक्षण द्वारा, और फोटोवोल्टिक उत्पादों के लिए आईईसी 61215 में निर्दिष्ट नम गर्मी और आर्द्रता फ्रीज अनुक्रम द्वारा।

Q:क्या एल्युमीनियम और तांबे को सीधे एक पैकेट में जोड़ा जा सकता है?
उत्तर: उत्पादन में सीधे जोड़ों का उपयोग किया जाता है, लेकिन नमी की उपस्थिति में वे गैल्वेनिक क्षरण के प्रति संवेदनशील होते हैं। निकल चढ़ाना या द्विधातु संक्रमण प्लेट प्लस सीलिंग सामान्य शमन है।