I de højstrømsapplikationsscenarier for nye energikøretøjer, smarte net og vedvarende energi, fortinnet kobberskinne er blevet det første valg for vigtige ledende komponenter på grund af deres fremragende ledningsevne, korrosionsbestandighed og processtabilitet. I dette papir analyserer vi de tre kernetrin i fortinningsprocessen i dybden, kombineret med autoritative eksperimentelle data og industrianvendelsessager, for systematisk at demonstrere dens optimering af elektrisk ledningsevne, antioxidantbeskyttelse og svejsepålidelighed for at forbedre de fem dimensioner af de teknologiske fordele ved det tekniske design og udvælgelsen af et videnskabeligt grundlag.

What are the process tinned copper busbars?

1. Opgradering af forbehandlingsprocessystem

I henhold til standardkravene [GB/T 5585.1-2018] skal basismaterialet i kobberskinne være T2 kobber (kobber + sølvindhold ≥ 99,9%). Den moderne forbehandlingsproces bryder gennem den traditionelle fysiske poleringsmetode og vedtager en tre-trins kemisk behandlingsmetode:

• Alkalisk affedtning: ved at bruge pH ≥ 12 NaOH-opløsning (koncentration 50 g/L) til at fjerne overfladeolie og fedt, er temperaturkontrollen i 60-80 ℃.
• ultralydschok: 40 kHz højfrekvente ultralydsbølger for at fjerne mikronstore partikler af forurenende stoffer
• Bejdsningsaktivering: 10% svovlsyreopløsning bruges til at fjerne oxidlaget og samtidig danne en aktiv overflade.

Denne proces reducerer overfladeruheden af kobberskinner fra de oprindelige 2,5 μm til 0,8 μm, hvilket væsentligt forbedrer vedhæftningen af pletteringslaget (se tabel 1).

2. Intelligent regulering af pletteringsparametre

Innovativ introduktion af pulspletteringsteknologi gennem periodiske strømændringer (frekvens 100 Hz, duty cycle 30%) for at opnå et tæt pletteringslag. Sammenlignet med traditionel DC-plettering er tinlagets porøsitet reduceret med 62%, og tykkelsesensartetheden er forbedret til ±1,5 μm (se tabel 1). Nøgleparametre omfatter:

• Tinionkoncentration: 25-40 g/L
• Strømtæthed: 1,5-3 A/dm²
• Belægningsopløsningens temperatur: 20-35°C

3. Efterbehandlingsteknologiske innovationer

En dobbelt beskyttelsesproces er vedtaget:

• Nano-skala tætningsbehandling: Brug af et silikoneholdigt beskyttelsesmiddel til at fylde de mikroskopiske porer.
• Antioxidantpassivering: Et selvreparerende beskyttende lag dannes af en kromatomdannelsesfilm.

What are the advantages of Tin-plated copper busbar?

1. Optimering af elektrisk ledningsevne

Selvom fortinningslaget reducerer den samlede ledningsevne med ca. 5%, er ledningsevnen af tinoxid (SnO₂) på overfladen 18 gange højere end kobberoxid (CuO), hvilket bibeholder stabil ledningsevne ved langvarig brug.

2. Langvarig beskyttelse mod oxidation

Sammenligning med 168 timers saltspraytest:

• Bar kobberskinne: 72 timers grøn rust, 168 timers korrosionsareal > 30%.
• Fortinnet kobber: 480 timer uden synlig korrosion, 1000 timers korrosionshastighed <3%.

3. Lodning pålidelighed gennembrud

Mat tinbelægning (overfladeruhed Ra = 1,2μm) sammenlignet med blankt tin (Ra = 0,3μm), svejsestyrke steg med 40%. Når Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 loddemetal bruges, når forskydningsstyrken af loddeforbindelsen 58 MPa, hvilket langt overstiger de 45 MPa, der kræves af IEC-standarden.

4. Forbedret varmeafledning

Den termiske ledningsevne af det fortinnede lag når 67W/mK, og med det specielle mønsterdesign kan varmeafledningseffektiviteten øges med 22%. Under 200A kontinuerlig strøm er temperaturstigningen af fortinnet kobberskinne 18 ℃ lavere end den for nøgne kobberskinne.

5. Miljømæssige og økonomiske fordele

 What is the Application?

A. Ny energikøretøjsfelt

I 800V højspændingsplatformsarkitekturen er fortinnet kobberskinne blevet standarden for tilslutning af batteripakkemoduler. Tesla 4680-batterisystemet anvender 0,15 mm ultra-tyndt fortinnet lagdesign, som øger energitætheden med 16%.

B. Internationale standarder

IEC 61238-1:2018 tilføjer en ny specifikation for testning af fortinnet lagtykkelse, der kræver ≥8 μm plettering i kritiske områder og 95% kantdækning.

How is the Process Flow Diagram?

Forberedelse af kobberskinne → alkalisk affedtning (60℃/10min) → bejdsningsaktivering (10%H₂SO₄/2min)
↓
Fortinningsbad (Sn²⁺ 30g/L, 25℃) → Pulsering (2A/dm², 15 min)
↓
Kromatpassivering (50℃/30s) → Varmlufttørring (80℃/5min)

Konklusion

fortinnet kobberskinne, gennem procesinnovation for at opnå præstationsgennembrud, har højere ledende stabilitet end nøgne kobbersamleskinner for at forbedre 28% og korrosionsbestandighed forlænget med mere end 5 gange. Med andre førende virksomheder, der fortsætter med at fremme nano-plettering, gradientlegering og anden ny teknologisk forskning og udvikling, vil fortinne kobbersamleskinner spille en større værdi i smart grid, datacentre og andre nye områder. Det anbefales, at designenheder prioriterer brugen af fortinnede produkter, der overholder IEC 61238-standarden og sikrer langsigtet pålidelighed gennem regelmæssig saltspraytest (se ASTM B117).