Dalam skenario aplikasi arus tinggi kendaraan energi baru, jaringan pintar, dan energi terbarukan, busbar tembaga kaleng telah menjadi pilihan utama untuk komponen konduktif utama karena konduktivitasnya yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi, dan stabilitas proses. Dalam makalah ini, kami menganalisis tiga langkah inti dari proses pelapisan timah secara mendalam, dikombinasikan dengan data eksperimen yang otoritatif dan kasus aplikasi industri, untuk secara sistematis menunjukkan pengoptimalan konduktivitas listrik, perlindungan antioksidan, dan keandalan pengelasan untuk meningkatkan lima dimensi keunggulan teknologi dari desain teknik dan pemilihan dasar ilmiah.

What are the process tinned copper busbars?

1. Peningkatan sistem proses pra-perawatan

Menurut persyaratan standar [GB/T 5585.1-2018], bahan dasar busbar tembaga harus berupa tembaga kelas T2 (kandungan tembaga + perak ≥ 99,9%). Proses pra-perlakuan modern ini melampaui metode pemolesan fisik tradisional dan mengadopsi metode perlakuan kimia tiga tahap:

• Pembersihan lemak secara alkali: menggunakan larutan NaOH pH ≥ 12 (konsentrasi 50 g/L) untuk menghilangkan minyak dan lemak permukaan, kontrol suhu berada pada 60-80℃.
• kejutan ultrasonik: gelombang ultrasonik frekuensi tinggi 40 kHz untuk menghilangkan partikel polutan berukuran mikron
• Aktivasi pengawetan: Larutan asam sulfat 10% digunakan untuk menghilangkan lapisan oksida dan membentuk permukaan aktif secara bersamaan.

Proses ini mengurangi kekasaran permukaan busbar tembaga dari 2,5 μm asli menjadi 0,8 μm, yang secara signifikan meningkatkan daya rekat lapisan pelapisan (lihat Tabel 1).

2. Pengaturan cerdas parameter pelapisan

Pengenalan inovatif teknologi pelapisan pulsa, melalui perubahan arus periodik (frekuensi 100 Hz, siklus kerja 30%) untuk mencapai lapisan pelapisan yang padat. Dibandingkan dengan pelapisan DC tradisional, porositas lapisan timah berkurang sebesar 62%, dan keseragaman ketebalan ditingkatkan menjadi ±1,5 μm (lihat Tabel 1). Parameter utama meliputi:

• Konsentrasi ion timah: 25-40 g/L
• Kepadatan arus: 1,5-3 A/dm²
• Suhu larutan pelapisan: 20-35°C

3. Inovasi teknologi pasca perawatan

Proses perlindungan ganda diadopsi:

• Perawatan penyegelan skala nano: menggunakan agen pelindung yang mengandung silikon untuk mengisi pori-pori mikroskopis.
• Pasivasi antioksidan: lapisan pelindung yang memperbaiki diri dibentuk oleh film konversi kromat.

What are the advantages of Tin-plated copper busbar?

1. Optimasi konduktivitas listrik

Meskipun lapisan pelapisan timah mengurangi konduktivitas keseluruhan sekitar 5%, konduktivitas oksida timah (SnO₂) pada permukaannya 18 kali lebih tinggi daripada oksida tembaga (CuO), yang mempertahankan konduktivitas stabil dalam penggunaan jangka panjang.

2. Perlindungan jangka panjang terhadap oksidasi

Perbandingan dengan uji semprot garam 168 jam:

• Busbar tembaga telanjang: 72 jam karat hijau, 168 jam area korosi > 30%.
• Tembaga kaleng: 480 jam tanpa korosi yang terlihat, tingkat korosi 1000 jam <3%.

3. Terobosan keandalan penyolderan

Pelapisan timah matte (kekasaran permukaan Ra = 1,2μm) dibandingkan dengan timah terang (Ra = 0,3μm), kekuatan pengelasan meningkat sebesar 40%. Ketika solder Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 digunakan, kekuatan geser sambungan solder mencapai 58MPa, jauh melebihi 45MPa yang dipersyaratkan oleh standar IEC.

4. Peningkatan Pembuangan Panas

Konduktivitas termal lapisan berlapis timah mencapai 67W/mK, dan dengan desain pola khusus, efisiensi pembuangan panas dapat ditingkatkan hingga 22%. Di bawah arus kontinu 200A, kenaikan suhu busbar tembaga berlapis timah 18℃ lebih rendah daripada busbar tembaga polos.

5. Manfaat Lingkungan dan Ekonomi

 What is the Application?

A. Bidang Kendaraan Energi Baru

Dalam arsitektur platform tegangan tinggi 800V, busbar tembaga berlapis timah telah menjadi standar untuk koneksi modul paket baterai. Sistem baterai Tesla 4680 mengadopsi desain lapisan berlapis timah ultratipis 0,15 mm, yang meningkatkan kepadatan energi hingga 16%.

B. Standar Internasional

IEC 61238-1:2018 menambahkan spesifikasi baru untuk pengujian ketebalan lapisan pelapisan timah, yang memerlukan pelapisan ≥8 μm di area kritis dan cakupan tepi 95%.

How is the Process Flow Diagram?

Persiapan busbar tembaga → penghilangan lemak alkali (60℃/10 menit) → aktivasi pengawetan (10%H₂SO₄/2 menit)
↓
Bak pelapisan timah (Sn²⁺ 30g/L, 25℃) → Pelapisan pulsa (2A/dm², 15 menit)
↓
Pasivasi kromat (50℃/30 detik) → Pengeringan udara panas (80℃/5 menit)

Kesimpulan

Busbar tembaga berlapis timah, melalui inovasi proses untuk mencapai terobosan kinerja, memiliki stabilitas konduktif yang lebih tinggi daripada busbar tembaga polos untuk meningkatkan 28% dan memperpanjang umur ketahanan korosi lebih dari 5 kali lipat. Dengan perusahaan terkemuka lainnya yang terus mempromosikan pelapisan nano, paduan gradien, dan penelitian serta pengembangan teknologi baru lainnya, busbar tembaga kaleng akan memainkan nilai yang lebih besar di jaringan pintar, pusat data, dan area baru lainnya. Disarankan agar unit desain memprioritaskan penggunaan produk berlapis timah yang mematuhi standar IEC 61238 dan memastikan keandalan jangka panjang melalui pengujian semprotan garam secara teratur (lihat ASTM B117).