公開された： 2025-05-26 起源： パワード
電気自動車（EV）は、輸送部門を変革し、ガソリン駆動の車に代わるよりクリーンな代替品を提供し、世界の炭素排出量を削減するのに役立ちます。すべてのEVの中心には、個々のリチウムイオン細胞の数十（または数百）で構成されることが多い複雑なバッテリーパックがあります。これらのセルとそのサポートハードウェアは、EVのコストのかなりの部分を表しており、製造、出荷、保管、および組み立てのあらゆる段階で厳密に保護する必要があります。腐食は、バッテリーの信頼性に対する最も陰湿な脅威の1つです。金属表面での顕微鏡的酸化でさえ、電気導電率を妨げたり、パフォーマンスを低下させたり、安全性の危険を引き起こしたりする可能性があります。
電気自動車のバッテリーパックには、電流コレクター（通常は銅またはアルミホイル）、バスバー、ターミナル、および機械的ファスナーなど、さまざまな金属コンポーネントが組み込まれています。生産中、これらの部品はしばしばはんだ付け、溶接、または機械的に装備されており、保護コーティングが不完全または破損する可能性のあるポイントを作成します。バッテリーモジュールがセル生産ラインからモジュールアセンブリに移動したり、アセンブリプラントから車両メーカーに移動したりすると、次のことが耐えることができます。
湿度と凝縮：輸送容器の温度変動は、露出した金属領域に直接接触して、寒い表面に湿気を凝縮させる可能性があります。
塩と空中の汚染物質：沿岸の製造または港の貯蔵エリアは、酸化を促進する空中塩粒子と産業汚染物質に部品をさらします。
機械的ハンドリング：処理中の擦り傷と傷は、薄い漆ナーコーティングを除去し、急速に腐食する局所的な裸の金属を残すことができます。
これらの暴露イベントの累積効果は、ミクロンで測定される腐食層を引き起こす可能性がありますが、錆のこれらの小さな膜でさえ電気抵抗を上げ、高性能EV細胞に必要な緊密な耐性を損なう可能性があります。
歴史的に、メーカーは腐食リスクを軽減するためにいくつかの手法に依存してきました。
グリースとオイルコーティング
腐食阻害グリースまたはオイルの厚い層は、バスバー、ターミナル、金属製のハウジングに塗布されます。湿気を繰り返すのに効果的ですが、これらのコーティングはほこりを引き付け、輸送中に移動する可能性があり、乱雑な作業エリアと余分な清掃ステップにつながります。
溶媒ベースのワニスとラッカー
薄膜ポリマーコーティングは、グリースよりもきれいに表面を保護しますが、制御された乾燥オーブンと溶媒回復システムが必要です。一部の溶媒は健康と環境の懸念を示し、コーティングは熱サイクリング下で割れることがあります。
粉体コーティングポリマー
粉末の静電塗布は、堅牢で均一な障壁を作り出します。ただし、粉末コーティングには、硬化硬化が上昇する必要があり、多くの場合、バッテリーモジュールの複雑な内部ジオメトリに到達できません。
乾燥剤と密閉された囲い
シリカジェルパケットまたは湿気吸収紙がパッケージ内に配置され、密閉可能なホイルバッグが使用されます。乾燥剤は飽和するまで保護することができ、ホイルバッグは重量と廃棄の複雑さを追加します。
これらの各方法は、コスト、取り扱い、環境への影響の観点からトレードオフを提示します。さらに、コーティングが傷を付けた場合、または乾燥剤が使い果たされた場合、それらのどれも真の「自己癒し」保護を提供しません。
バッテリーセルは低湿度環境で製造されますが、モジュールが湿度制御された組立ラインを離れると、周囲の空気への突然の暴露に遭遇する可能性があります。銅およびアルミニウムの電流コレクターは、水分子が表面に吸着すると容易に酸化します。この酸化層は電気抵抗を増加させ、充電および放電中に不均一な電流分布につながります。時間が経つにつれて、より高い抵抗ゾーンは優先的に熱くなり、細胞の分解を加速し、全体的なバッテリー寿命を減らします。
リチウムイオン細胞には、バッテリーパックが高温でアイドル状態に座るときに蒸発する可能性のある有機溶媒ベースの電解質が含まれています。これらの蒸気は、パックのエンクロージャー内の他の場所の冷たい金属表面に凝縮し、湿度と反応して腐食性副産物を形成することがあります。ターミナルコンタクトの黒くなったりピットしたスポットは、これらの局所的な攻撃シナリオにさかのぼってさかのぼります。
VCIフィルムは、有機腐食阻害剤を含浸させた薄いポリマーシートです。フィルムがコンポーネントに包まれた場合、または囲まれたバッグの中に配置されると、阻害剤はゆっくりと昇華し、囲まれた空域に浸透する蒸気分子を放出します。直接接触面のみを保護したり、水分を吸収したりするグリースや乾燥剤とは異なり、VCI蒸気はすべてのボイドを満たし、隠された溶接縫い目、ねじれたファスナー、および内部隙間に到達します。阻害剤分子で金属表面を均一にコーティングすることにより、VCIフィルムは遍在する保護雰囲気を作り出します。
VCI蒸気が金属表面に遭遇すると、阻害剤分子が吸着し、ナノスコピックで消極的なフィルムを形成します。このフィルムは通常、厚さの数個の分子のみです。これは、電気伝導率に影響を与えたり、はんだ付けプロセスに干渉したりしないほど薄いです。しかし、水と酸素が金属基質と反応するのを効果的にブロックします。フィルム層が破壊された場合、たとえば、取り扱いや熱膨張により、気化した阻害剤が表面被覆率を補充すると自動的に改革されます。
独立した臨床検査では、ASTM B117塩フォグチャンバー（5％NaClスプレー）や85°C/85％RH湿度チャンバーなどの加速腐食環境に対応しています。比較研究で：
包装されていないコントロール：24〜48時間以内に目に見える錆を示しました。
グリースコーティングサンプル：錆の発症を72〜96時間に遅らせましたが、油性残留物を生成し、不均一なカバレッジを示しました。
VCIで包まれたサンプル：目に見える酸化や残留物がなく、1,000時間以上腐食のないままで、優れた寿命を示しました。
研究者が曝露後に表面の粗さと接触抵抗を測定した場合、VCIで保護されたパネルはベースラインの粗さ（RA）値を維持し、電気抵抗の増加を示しませんでした。対照的に、グリースとラッカーのコントロールは、局所的な腐食スポットと洗浄残留により10〜15％高い抵抗性を示しました。
主要なEVバッテリーメーカーは、 平均相対湿度が80％を超える熱帯ポートを介したモジュール出荷のために従来のグリース満載のモジュールには、到着時に2時間の脱脂プロセスが必要で、アセンブリが遅れました。ただし、VCI巻きモジュールは、クリーニングを完全にバイパスしました。検査官は、120の試用出荷のいずれかで腐食がゼロであることを発見し、240人以上の脱脂労働を節約し、ドックからラインまでの時間を30％削減しました。 VCIフィルムパッケージを試しました。
周囲条件（20〜40°C、40〜90％RH）での6か月の保管期間にわたって、VCIフィルムに包まれたモジュールは、平均細胞インピーダンスの2％未満の増加を示しました。グリースでパッケージ化された同一のモジュールは、インピーダンスが8〜10％上昇し、エネルギースループットの減少と潜在的な保証請求に変換されます。 VCIで保護されたパックは、インストール対応に到着しただけでなく、1回使用したより一貫したパフォーマンスも提供しました。
貯蔵および輸送中の電気自動車のバッテリーを腐食から保護することは、性能、安全性、顧客満足度を確保するために重要です。従来の方法（グレースコーティング、ワニス、乾燥剤）は、到達が難しい領域を覆い、クリーンアップステップを追加し、環境または健康のリスクを運ぶのに不足しています。対照的に、VCIフィルムは蒸気相阻害剤を活用して、外部のハウジングから内部溶接まで、あらゆる表面に到達する目に見えない自己複製シールドを作成します。
実験室では、VCIフィルムの優れた塩フォグと湿度耐性を確認しますが、実際の展開は、脱脂労働の具体的な節約、インピーダンスのドリフトの減少、および予定外のリワークの排除を示しています。 に投資することで VCIフィルムパッケージ 、EVバッテリーメーカーとインテグレーターができます。
合理化されたロジスティクス：軽量の残留フィルムは、出荷と取り扱いコストを削減します。
加速アセンブリ：到着後の清掃は、より速いライン側の統合を意味します。
信頼性の向上：腐食リスクの低下は、保証の請求とパフォーマンスのばらつきを減らします。
サポートの持続可能性：ポリオレフィンフィルムはリサイクル可能であり、オイルフリーの保護はグリーン製造目標と一致しています。
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