¿La barra colectora de grafeno es Black-Tech o Hype? Comprensión del nuevo material eutéctico de carbono y aluminio

En aparamentas de alto/bajo voltaje, almacenamiento de energía y sistemas fotovoltaicos, las barras colectoras son componentes centrales para la recolección y distribución de energía. Actualmente, el mercado está dominado por barras colectoras de cobre puro y barras colectoras de aluminio ordinarias. Las barras colectoras de cobre ofrecen un rendimiento eléctrico excelente pero son costosas y pesan mucho. Las barras colectoras de aluminio comunes son livianas y de bajo costo, pero sufren oxidación, fuga de juntas y posibles riesgos de sobrecalentamiento en servicio a largo plazo.

El grafeno es conocido como uno de los mejores materiales termoconductores, con una conductividad térmica teórica de hasta 5300W/(m·K). Sin embargo, durante mucho tiempo fue difícil lograr una unión metalúrgica estable entre el grafeno y el aluminio fundido. La fase frágil de Al₄C₃ se formaría y degradaría fácilmente el rendimiento del compuesto. Muchos productos comerciales sólo aplican grafeno mediante pulverización de la superficie en lugar de mediante modificación de la matriz.

Hefei Jingxi Electric ha superado el desafío de la humectabilidad entre el grafeno y el aluminio fundido. Al adoptar la tecnología metalúrgica eutéctica de carbono y aluminio, las trazas de grafeno de alta pureza se funden uniformemente en una matriz de aluminio de alta pureza 1060, en lugar de un simple recubrimiento de superficie. El aluminio 1060 presenta un contenido de aluminio de ≥99,6%, buena ductilidad y resistencia a la corrosión, lo que lo convierte en un sustrato de barra colectora ideal.

Después de la modificación eutéctica de carbono-aluminio, el sustrato conserva las ventajas del aluminio de peso ligero y fácil fabricación, mientras que la conductividad térmica, la resistencia mecánica y el rendimiento antioxidante mejoran enormemente. El seguimiento de los procesos completos de galvanoplastia, incluida la inmersión en zinc, el enchapado en cobre y el estañado, resuelve los riesgos naturales de oxidación y corrosión galvánica del aluminio.