電鍍技術(shù)在新能源汽車上的應(yīng)用研究

鄭沛峰 汪鴻 何曉桐 陳海新

摘要：隨著環(huán)保意識的日益增強和技術(shù)的不斷進步，新能源汽車正逐漸崛起，從而使電鍍技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用。闡述了電鍍技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及其重要性，分別介紹了電鍍技術(shù)在新能源汽車中電池的正負極材料、外觀件，以及汽車電子器件中的應(yīng)用。通過分析可知，隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展和技術(shù)進步，電鍍技術(shù)將朝著更環(huán)保、高效和多功能的方向行進。

關(guān)鍵詞：電鍍技術(shù);新能源汽車;電池；外觀件；電子器件

中圖分類號：U469.7? 收稿日期：2024-02-15

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405023

1 前言

新能源汽車的興起是應(yīng)對環(huán)境污染和能源短缺的重要舉措，也是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1]。而在新能源汽車的制造過程中，電鍍技術(shù)扮演著不可或缺的角色。

在燃油車時代，電鍍技術(shù)主要用于提高零部件的耐腐蝕性、美觀性和使用壽命。隨著新能源汽車的發(fā)展，電鍍技術(shù)也得到了新的應(yīng)用，特別是在電池制造、輕量化車身結(jié)構(gòu)，以及車載電子設(shè)備的精密互聯(lián)等方面，電鍍技術(shù)不僅實現(xiàn)了對新型輕量化材料的高效沉積以降低成本和提高性能，而且還在功能性、耐腐蝕性、導電性及環(huán)保要求上不斷提升，有力推動了整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級與可持續(xù)發(fā)展。

2 電鍍概述

電鍍技術(shù)又稱為電沉積，是一種通過在金屬表面沉積其他金屬或合金來改變金屬表面性能和外觀的技術(shù)。其主要原理是通過電解質(zhì)溶液中的直流電流，使陽極（通常為金屬）離子在陰極（待鍍工件）上還原析出，從而形成均勻、致密的金屬鍍層[2]，如圖1所示。這種技術(shù)可以有效增強金屬的耐腐蝕性、耐磨性和導電性，同時也可以提高金屬的外觀質(zhì)量和裝飾效果。

電鍍技術(shù)的發(fā)展歷史可以追溯到19世紀初，當時研究者開始探索在金屬表面涂覆其他金屬的方法[3]。隨著科學技術(shù)的不斷進步，電鍍技術(shù)得到了快速發(fā)展和完善。20世紀中葉以后，隨著新材料、新工藝和新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，電鍍技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并在各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。同時，隨著環(huán)保意識的提高，電鍍技術(shù)的綠色、環(huán)保化趨勢也逐漸顯現(xiàn)，成為了各個行業(yè)關(guān)注的焦點之一。

3 電鍍技術(shù)在新能源汽車電池中的應(yīng)用

31 電鍍技術(shù)在電池正極材料中的應(yīng)用

電鍍技術(shù)在鋰離子電池正極材料中起著重要作用。通過電鍍，可以修飾和功能化材料表面，例如在正極材料表面沉積金屬氧化物薄膜，如氧化鈷、五氧化二釩等，以提升各種性能[4]。電鍍還可以調(diào)控材料的顆粒形貌和結(jié)構(gòu)，提高比表面積和離子傳輸速率，從而提高電池的能量密度和循環(huán)壽命。通過精密的電鍍工藝，可以優(yōu)化正極材料的性能（圖2），為鋰離子電池的發(fā)展提供技術(shù)支持[5]。

32 電鍍技術(shù)在電池負極材料中的應(yīng)用

電鍍工藝廣泛應(yīng)用于銅箔制備，特別在鋰離子電池中。銅箔集流體是一種重要的基礎(chǔ)材料，既作為負極活性物質(zhì)的載體，又承擔著負極電子的收集和傳輸功能。在電解液中通過電沉積制備電解銅箔，具有簡單、高效、低成本和安全等優(yōu)點。目前也有許多學者對銅箔進行進一步表面處理，使其作為負極，可以擁有更優(yōu)良的性能。例如，馮敏[6]采用電沉積技術(shù)在銅箔表面制備致密的非晶硅薄膜，而Tang等[7]和Umh等[8]研究人員成功制備了可控孔體積和表面積的三維多孔集流體，有效抑制了枝晶生長。圖3所示為通過電解銅箔獲得的電池負極集流體。

4 電鍍在新能源汽車外觀件的應(yīng)用

外觀件不僅直接影響著新能源汽車的整體美觀度，還需要具備良好的耐腐蝕性和耐磨損性，以應(yīng)對各種惡劣的環(huán)境條件。電鍍技術(shù)通過在外觀件表面形成金屬鍍層，實現(xiàn)了這些要求。

在新能源汽車的車身表面，常常涂覆一層鍍鉻、鍍銅或者鍍鎳等金屬材料。這些金屬覆蓋層不僅能提高車身的光澤度和質(zhì)感，還能提高其抗腐蝕性和抗劃傷性，增加車身的使用壽命。在制造輪轂和排氣管等部件時，電鍍出來的金屬鍍層，可以提高強度、耐磨性和耐高溫、耐腐蝕性，延長使用壽命。電鍍也適用于雨刷器、車門把手、車窗裝飾條等外觀件，提高抗腐蝕、耐磨和耐候性，確保長期正常使用。電鍍沉積出的金屬鍍層的反射性能還可以降低表面溫度，改善舒適度，減少空調(diào)負荷。除此之外，通過不同顏色和效果的鍍層滿足個性化需求，實現(xiàn)外觀件表面的定制化處理，促進了汽車外觀件行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展[9]。

在未來，隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展，對外觀件更高質(zhì)量的要求也在不斷提升。電鍍技術(shù)將繼續(xù)在新能源汽車外觀件中發(fā)揮重要作用，并逐漸向更高效、環(huán)保的方向發(fā)展。

5 電鍍在新能源汽車電子器件中的應(yīng)用

電鍍技術(shù)在新能源汽車電子器件中的應(yīng)用至關(guān)重要。隨著汽車智能化和電子化水平的提升，電子器件在車輛中的比重逐漸增加。電鍍技術(shù)通過形成金屬鍍層提高電子器件的導電性、穩(wěn)定性和可靠性。在惡劣環(huán)境工作條件下，電鍍技術(shù)的選擇和優(yōu)化直接影響電子器件的性能和壽命。因此，在新能源汽車電子器件制造中，電鍍技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重要意義。新能源汽車的電子器件連接器和引腳經(jīng)常采用電鍍技術(shù)進行防腐蝕處理。連接器和引腳對系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要，穩(wěn)定的電氣連接和良好的導電性能不可或缺。通過電鍍鍍層可以提高連接器和引腳的抗氧化和耐腐蝕性能，降低接觸電阻，確保可靠的電氣傳輸和信號傳輸。

除此之外，電鍍技術(shù)可以用于制備電子器件的耐磨層和防刮層，提高其表面的耐磨損性和抗刮傷性，減少因外界環(huán)境引起的損壞和故障。此外，電鍍技術(shù)還可以用于制備電子器件的散熱層和隔熱層，提高電子器件的散熱效果和耐高溫性能，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和長壽命。

隨著新能源汽車市場和電子技術(shù)的發(fā)展，電鍍技術(shù)在新能源汽車電子器件領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。隨著電子器件尺寸的減小和功耗的降低，電鍍技術(shù)需不斷創(chuàng)新以滿足需求。未來的發(fā)展將專注于材料選擇、工藝控制和環(huán)境友好性，以確保新能源汽車電子器件的可靠性和持久性。

6 電鍍技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域未來的發(fā)展方向

電鍍技術(shù)的未來發(fā)展趨勢和前景是令人期待的。隨著新能源汽車市場的不斷發(fā)展和全球?qū)Νh(huán)境友好型交通工具的需求增加，電鍍技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加廣泛和深入。

電鍍技術(shù)將趨于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。目前的電鍍過程中常常使用一些稀有金屬和有害物質(zhì)，給環(huán)境帶來一定程度的污染。未來，研究人員將會繼續(xù)致力于開發(fā)更加環(huán)保和可持續(xù)的電鍍技術(shù)，減少對稀有金屬和有害物質(zhì)的使用。

電鍍技術(shù)將朝著高性能和多功能方向發(fā)展，以應(yīng)對新能源汽車智能化和電子化的需求。未來的發(fā)展將注重金屬鍍層的性能和功能，包括改變光學性能、實現(xiàn)車身顏色可調(diào)節(jié)和太陽能反射高效率。此外，電鍍技術(shù)在新型電池材料和器件制備方面也將得到進一步發(fā)展，以提高儲能密度和循環(huán)性能，并改善器件性能和穩(wěn)定性。

電鍍技術(shù)將逐步實現(xiàn)自動化和數(shù)字化。隨著工業(yè)40的推動，自動化生產(chǎn)和智能制造將成為主流。引入機器人和自動化設(shè)備可提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少人為干預。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用將實現(xiàn)電鍍工藝的精準監(jiān)控和優(yōu)化，通過實時監(jiān)測關(guān)鍵參數(shù)和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，降低成本和環(huán)境影響。

7 結(jié)語

電鍍技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。未來，電鍍技術(shù)將朝著環(huán)保可持續(xù)、高性能、多功能和自動化數(shù)字化方向邁進。這將極大地推動新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，促進新能源汽車的性能提升和市場普及。與此同時，電鍍技術(shù)的發(fā)展也需要各方共同努力，推動相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。

參考文獻：

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作者簡介：

鄭沛峰，男，1998年生，碩士研究生，研究方向為汽車表面處理。