新能源電池包中為什么用鎳：關鍵材料與連接解決方案

在新能源汽車電池包的設計與制造中，材料的科學選用極大地決定了系統(tǒng)的安全性、可靠性和壽命。鎳作為一種關鍵功能材料，尤其在電氣連接領域發(fā)揮著重要作用。本文將結合行業(yè)實踐與國家標準，全面探討鎳在電池包中的應用價值。

一、鎳的特征及標號體系

1. 鎳的性質

鎳具備出色的耐腐蝕性、良好的導電導熱性、穩(wěn)定的機械性能和焊接適配性。其在潮濕、酸堿環(huán)境中仍能保持表面穩(wěn)定，顯著減緩電化學腐蝕，同時可與銅、鋁、鋼等多種金屬形成高可靠性連接。

2. 中國牌號體系

根據(jù) GB/T 5235《加工鎳及鎳合金牌號和化學成分》，常見純鎳牌號包括：

• N4（鎳鈷≥99.9%）：高純度，用于更高性能場景；

• N6（鎳鈷含量≥99.5%）：綜合性能優(yōu)異，成本適中，廣泛應用于電池連接部件；

• N8（鎳鈷≥99.0%）：滿足一般工業(yè)需求。

以“N”為前綴(代表鎳)，數(shù)字編號反映純度等級

電池包中多采用N6及以上牌號，以確保材料的一致性和穩(wěn)定性。

3. 導體基材的加工狀態(tài)標識

按 GB/T 17792《鎳及鎳合金帶材》，常見狀態(tài)分為：

• M（軟態(tài)）：延展性好，適于沖壓成形（如采集片）；

• Y2（半硬）、Y（硬態(tài)）：強度高，適用于結構件或需一定剛度的場合。

母材加工狀態(tài)分類與代號說明表

二、銅鋁連接中的鎳應用

1. 鎳的核心優(yōu)勢：抑制電偶腐蝕

銅與鋁電極電位差高達約2V，直接接觸易發(fā)生電化學腐蝕，導致連接失效。鎳的電位介于二者之間，作為中間層可有效緩沖電位差，顯著提升連接的長期可靠性。

2. 母排鍍鎳工藝

銅排或鋁排表面電鍍鎳層（通常3–8μm），需符合 GB/T 9797《金屬覆蓋層 鎳+鉻和銅+鎳+鉻電鍍層》，具備以下特點：

• 均勻無孔隙，結合力強；

• 通過中性鹽霧試驗96小時以上無腐蝕；

• 提供穩(wěn)定、低電阻的接觸界面。

在新能源動力電池模組中，銅鍍鎳與鋁（匯流排） 的連接處理，核心目的是為了解決銅鋁直接連接產生的電化學腐蝕問題

3. 軟連接貼鎳片工藝

軟排（銅箔或鋁箔疊層）端部常激光焊接或釬焊鎳片，既作為焊接過渡層（改善鋁的可焊性），也隔絕銅鋁母排直接接觸，提升抗振動與耐環(huán)境能力。

4. 對焊接與連接性能的提升

鎳與銅、錫兼容性好，焊接熔合度高，可減少虛焊、裂紋等缺陷，焊點機械強度與導電穩(wěn)定性顯著優(yōu)于直接焊接。

三、電壓采集用鎳片

1. 材質合規(guī)性與基礎性能

采集片常采用軟態(tài)N6純鎳帶，其電阻率穩(wěn)定、高溫抗氧化性強，符合 QC/T 29106《汽車用電線電纜技術條件》 對BMS采集材料的性能要求。

2. 表面質量要求

• 無油污、氧化、毛刺；

• 多采用光亮退火或鈍化處理，保證焊接性并防止存儲氧化；

• 表面平整，與電芯極柱充分貼合，確保信號采集準確。

3. 焊接與連接強度

鎳片與鋁極柱激光焊接形成冶金結合，焊點強度高（抗拉強度通常≥80MPa），耐振動、抗疲勞，界面電阻低且長期穩(wěn)定。

四、加工成本分析

1. 原材料成本

鎳價雖高于銅鋁，但作為鍍層或小型沖壓件單件用量少，材料成本增加有限。

2. 加工工藝成本

電鍍、焊接鎳片需增加工序，但大幅提升了連接可靠性，避免了因腐蝕、失效導致的售后維修與召回風險，綜合成本效益顯著。

3. 銅鋁復合排替代方案的對比

鎳層的核心作用：鎳作為可靠的異種材料連接過渡層，完美適配電池包內復雜的電氣與機械連接場景。

當前，銅鋁復合排主要依靠超聲波焊、釬焊、擴散焊及摩擦焊等工藝實現(xiàn)界面結合。這些工藝雖能有效隔絕銅鋁直接電接觸，緩解電化學腐蝕，然而其結合界面在長期機械振動與劇烈熱循環(huán)工況下，仍面臨疲勞失效與可靠性下降的風險。

相較而言，鍍鎳或貼鎳片作為經典成熟的工藝路線，展現(xiàn)出更卓越的綜合優(yōu)勢。該方案通過將異種金屬連接轉化為穩(wěn)定的“鎳-鎳”或“鎳-錫”同質連接，極大提升了界面的化學穩(wěn)定性與機械強度。其工藝適應性廣、生產良率高、長期性能經過充分驗證，因此至今仍是高可靠性、長壽命電池系統(tǒng)連接方案的首選技術路徑。

五、總結

鎳在新能源電池包中雖不為主材，卻是保障電氣連接長期可靠的關鍵材料。其通過抑制電偶腐蝕、提升焊接質量、保障信號穩(wěn)定性，為電池系統(tǒng)安全保駕護航。

作為新能源電池連接解決方案專家，人禾在鎳材選用（符合國標）、鍍層工藝、焊接技術方面深耕多年，確保每一條連接母排、每一片采集鎳片都具備高可靠性與一致性。人禾致力于為客戶提供安全、高效、創(chuàng)新的電池連接系統(tǒng)解決方案。歡迎聯(lián)系我們獲取專屬新能源母排定制方案！

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