QUAIS METAIS SÃO UTILIZADOS PARA INTERCONECTAR CÉLULAS EM PACKS DE BATERIAS?

 

 

A construção de baterias é um processo complexo que envolve uma série de etapas, desde a seleção das células até a conexão elétrica das mesmas. Um elemento crucial nesse processo é a utilização das tiras condutoras, que permitem a conexão elétrica entre as células da bateria.

As tiras são essenciais para a construção de uma bateria confiável e segura, pois garantem que a corrente elétrica flua de maneira eficiente e uniforme através da bateria. Além disso, as tiras podem ser usadas para ajustar a capacidade, a tensão e a corrente da bateria, permitindo que ela seja adaptada a uma ampla variedade de aplicações. Neste artigo, discutiremos as principais tiras utilizadas na fabricação de baterias, bem como as considerações importantes para escolher a tira certa para seu projeto de bateria.

As principais tiras utilizadas atualmente para conectar células de baterias de lítio-íon são as tiras de níquel e as tiras de cobre. As tiras de níquel e cobre vêm em diferentes espessuras, larguras e comprimentos, o que permite adaptar a escolha da tira de acordo com as necessidades específicas do projeto da bateria. A seguir iremos detalhar cada uma delas.

 

Por que as tiras de níquel são utilizadas?

O níquel é usado para construir baterias porque é de baixo custo e possui excelentes propriedades anticorrosivas. O níquel é fácil de trabalhar porque tem 5 vezes mais resistência que o cobre. Isso significa que o níquel é cerca de 5 vezes mais fácil de soldar do que o cobre. Por esta razão, mesmo ao construir uma bateria de cobre, o níquel é necessário.

 

 

Vantagens

Boa condutividade elétrica: o níquel é um bom condutor de eletricidade, o que significa que as tiras de níquel permitem uma boa transferência de elétrons entre as células da bateria.

Alta resistência à corrosão: o níquel é um metal altamente resistente à corrosão, o que significa que as tiras de níquel não enferrujam ou corroem facilmente, mesmo quando expostas a ambientes úmidos ou corrosivos.

Flexibilidade: as tiras de níquel são geralmente finas e flexíveis, o que permite que sejam facilmente moldadas e dobradas para se adaptarem às necessidades específicas de cada tipo de bateria.

Durabilidade: as tiras de níquel são resistentes e duráveis, o que significa que podem ser usadas em aplicações de alta demanda e em baterias que são submetidas a ciclos de carga e descarga frequentes.

Baixo custo: o níquel é um metal relativamente barato e abundante, o que significa que as tiras de níquel são uma opção de baixo custo para a montagem de baterias.

 

Desvantagens

Limitações de corrente: as tiras de níquel têm uma capacidade limitada de condução de corrente, o que pode restringir a capacidade da bateria de lidar com cargas de alta corrente. Ou seja, requer várias camadas para a mesma capacidade de carga de corrente do cobre.

 

Por que utilizar tiras de níquel puro?

As tiras de níquel puro são produzidas a partir de níquel 99,6% puro, enquanto as tiras de níquel comuns são feitas de uma liga de níquel que contém outros elementos, como cobre e ferro. A principal diferença entre as duas é que as tiras de níquel puro têm uma condutividade elétrica ligeiramente superior à das tiras de níquel comuns.

Devido à sua maior condutividade elétrica, as tiras de níquel puro podem oferecer uma transferência de energia mais eficiente entre as células da bateria. Isso pode ser especialmente importante em aplicações de alta demanda, como baterias de alta potência para veículos elétricos.

No entanto, as tiras de níquel puro também tendem a ser mais caras do que as tiras de níquel comuns, o que pode ser uma consideração importante na escolha do material para a montagem da bateria.

 

Como escolher a tira de níquel adequada para construir um pack de bateria?

Para fazer a bateria, você terá que conectar eletricamente as células 18650 juntas. Isso é mais comumente feito usando um soldador por pontos e uma tira de níquel. Evite tiras niqueladas e, em vez disso, opte por tiras de níquel puro que possuem uma resistência elétrica muito menor.

Quando o condutor elétrico usado para unir as células tem uma resistência menor, isso significa que a bateria terá uma menor queda de tensão. Isso leva a menos geração de calor durante o carregamento e o descarregamento, o que prolonga a vida útil da bateria e, ao mesmo tempo, garante que a bateria mantenha o desempenho ideal durante sua vida útil.

As tiras de níquel são feitas em diversos formatos e tamanhos para diferentes células e formas de construir uma bateria. Portanto, certifique-se de escolher o tipo certo de tira de níquel com base em suas necessidades.

Uma tira de níquel puro de alta qualidade com uma espessura de 0,015 polegadas por exemplo é geralmente o padrão para construir uma bateria com 18650 células. Nesta espessura, cada milímetro de largura pode transportar cerca de 1 ampère de corrente.

 

Por que as tiras de cobre são utilizadas?

As tiras de cobre são frequentemente utilizadas para conectar as células de baterias de lítio-íon porque possuem uma série de propriedades que as tornam ideais para essa finalidade.

 

São altamente condutivas eletricamente e termicamente. O cobre é um meio eficaz de transferir energia de um grupo de células para outro e de dissipar o calor gerado no núcleo das células.

 

O cobre tem cerca de 5 vezes menos resistência que o níquel. Isso significa que o cobre é cerca de 5 vezes mais condutor do que o níquel. Esse aspecto por si só deixa claro por que o cobre é um metal desejável para usar na construção de baterias. Além disso, as tiras de cobre são mais resistentes do que as tiras de níquel, o que as torna mais adequadas para baterias de alta capacidade que exigem maior corrente.

 

 

Vantagens:

Excelente condutividade elétrica: o cobre é um excelente condutor elétrico, permitindo que a corrente flua de forma eficiente e uniforme através da bateria.

Resistência mecânica: as tiras de cobre são mais resistentes do que as tiras de níquel, o que as torna mais adequadas para baterias de alta capacidade que exigem maior corrente.

 

No entanto, as tiras de cobre também apresentam algumas desvantagens:

 

Desvantagens:

O cobre é um metal relativamente caro, o que pode aumentar o custo da fabricação da bateria.

As tiras de cobre são mais pesadas do que as tiras de níquel, o que pode aumentar o peso da bateria.

Oxidação: o cobre pode oxidar com o tempo, o que pode prejudicar a conexão elétrica e reduzir a vida útil da bateria se não for adequadamente protegido.

Requer soldador avançado

 

O cobre pode ser soldado por pontos?

Não diretamente. Pelo menos não com a máquina de solda a ponto disponível comercialmente ao alcance da pessoa comum. O “sanduíche” de cobre-níquel foi inventado para contornar esse fato. Usando um “sanduíche” de cobre-níquel, um soldador de ponto decentemente poderoso pode soldar cobre.

Existem máquinas enormes, caras e complicadas que podem soldar o cobre diretamente. O problema é que essas máquinas são enormes, e com um custo relativamente alto, ficando fora da realidade de pequenas empresas.

 

Por que o níquel é necessário para construir uma bateria de cobre?

Isso ocorre porque os soldadores por pontos comuns simplesmente não são poderosos o suficiente para soldar diretamente o cobre. Assim, um pouco de níquel é necessário para formar uma junção de alta resistência para soldar indiretamente o cobre.

 

Uma bateria com tiras de cobre é sempre melhor que uma bateria com tiras de níquel?

Não. Uma bateria com tiras de cobre só é melhor do que uma bateria com tiras de níquel se as baterias forem completamente idênticas e a mesma quantidade de material estiver sendo usada. O problema é que, quando você constrói uma bateria de cobre, precisa usar muito menos material.

Se você tentasse construir a mesma bateria usando as mesmas células e quantidade de material usado e trocasse o cobre por níquel, com certeza a bateria de cobre seria muito melhor.

Se você construiu a mesma bateria e usou níquel suficiente para compensar o fato de que o níquel é muito menos condutivo que o cobre, as baterias terão exatamente o mesmo nível de desempenho.

 

Uma bateria de níquel pode ser tão boa quanto uma bateria de cobre, apenas requer muito mais camadas de níquel e seções muito mais largas de tira de níquel. O problema é que algumas baterias precisam ser tão compactas que simplesmente não há espaço suficiente entre as células e simplesmente não há células suficientes, em geral, para serem capazes de fornecer grandes correntes sem cobre.

Se você tiver espaço, tempo e materiais suficientes, uma bateria de níquel pode ser tão boa ou até melhor do que uma bateria de cobre. Novamente, existem apenas alguns casos marginais em que o layout da bateria é tal que a única maneira de obter altas correntes é usar cobre. Essas situações, no entanto, são bastante raras.

 

Conclusão

As tiras para conectar células de bateria são um componente crucial na construção de baterias recarregáveis e sistemas de armazenamento de energia. Elas são responsáveis por conectar as células da bateria em série ou paralelo, permitindo que a energia seja transmitida de uma célula para outra e, em última instância, fornecendo energia para os dispositivos.

Existem vários tipos de tiras para conectar células de bateria, cada um com suas próprias características e aplicações específicas. As tiras de níquel são as mais populares e amplamente utilizadas em baterias recarregáveis. Elas têm boa condutividade elétrica, resistência à corrosão e são relativamente fáceis de soldar. Já as tiras de cobre têm uma condutividade elétrica ainda melhor que as tiras de níquel, mas são menos resistentes à corrosão e geralmente mais caras. Existe a possibilidade da combinação das duas tiras para formação de uma tira cobre-níquel obtendo assim, uma tira de conexão que seja resistente à corrosão, fácil de soldar e ofereça uma boa condutividade elétrica.