היסודות של רדיד נחושת בסוללות ליתיום יון

אחת המתכות החיוניות ביותר על פני כדור הארץ היא נחושת. בלי זה, אנחנו לא מסוגלים לעשות את הדברים שאנחנו לוקחים כמובנים מאליהם כמו הדלקת אורות או צפייה בטלוויזיה. נחושת הם העורקים שגורמים למחשבים לתפקד. לא נוכל לנסוע במכוניות בלי נחושת. התקשורת תפסיק למות. וסוללות ליתיום-יון לא יעבדו בכלל בלעדיה.

סוללות ליתיום-יון משתמשות במתכות כמו נחושת ואלומיניום כדי ליצור מטען חשמלי. לכל סוללת ליתיום-יון יש אנודת גרפיט, קתודה תחמוצת מתכת, ומשתמשת באלקטרוליטים המוגנים על ידי מפריד. טעינת הסוללה גורמת ליוני ליתיום לזרום דרך האלקטרוליטים ולהתאסף באנודת הגרפיט יחד עם אלקטרונים הנשלחים דרך החיבור. ניתוק הסוללה מחזיר את היונים לאן שהגיעו ומאלץ את האלקטרונים לעבור במעגל היוצר חשמל. הסוללה תתרוקן ברגע שכל יוני הליתיום והאלקטרונים יחזרו לקתודה.

אז איזה חלק משחקת הנחושת עם סוללות ליתיום-יון? גרפיט מתמזג עם נחושת בעת יצירת האנודה. נחושת עמידה בפני חמצון, שהוא תהליך כימי שבו אלקטרונים של יסוד אחד אובדים ליסוד אחר. זה גורם לקורוזיה. חמצון מתרחש כאשר כימיקל וחמצן מקיימים אינטראקציה עם יסוד, כמו איך ברזל בא במגע עם מים וחמצן יוצר חלודה. נחושת חסינה למעשה בפני קורוזיה.

נייר כסף נחושתמשמש בעיקר בסוללות ליתיום-יון מכיוון שאין הגבלות לגבי הגודל שלה. אתה יכול לקבל את זה כמה שאתה רוצה וכמה דק שאתה רוצה. נחושת היא מטבעה קולט זרם רב עוצמה, אך היא גם מאפשרת פיזור גדול ושווה של זרם.

ישנם שני סוגים של רדיד נחושת: מגולגל ואלקטרוליטי. נייר נחושת מגולגל הבסיסי שלך משמש לכל מלאכה ועיצוב. הוא נוצר באמצעות תהליך של החדרת חום תוך כדי לחיצה מטה באמצעות מערוכים. יצירת רדיד נחושת אלקטרוליטי היא שניתן להשתמש בה בטכנולוגיה היא קצת יותר מעורבת. זה מתחיל בהמסת נחושת באיכות גבוהה בחומצה. זה יוצר אלקטרוליט נחושת שניתן להוסיף לנחושת בתהליך הנקרא ציפוי אלקטרוליטי. בתהליך זה נעשה שימוש בחשמל להוספת אלקטרוליט הנחושת לרדיד הנחושת בתופים מסתובבים טעונים חשמלית.

נייר כסף נחושת אינו חף מפגמים. נייר כסף עשוי להתעוות. אם זה יקרה אז איסוף ופיזור אנרגיה יכול להיות מושפע מאוד. מה גם שרדיד נחושת יכול להיות מושפע ממקורות חיצוניים כמו אותות אלקטרומגנטיים, אנרגיית מיקרוגל וחום קיצוני. גורמים אלו יכולים להאט או אפילו להרוס את יכולתו של נייר הנחושת לפעול כראוי. אלקליים וחומצות אחרות עלולות לשתות את יעילות נייר הנחושת. זו הסיבה שחברות כגוןסיבןמתכות יוצרות מגוון רחב של מוצרי נייר כסף.

יש להם רדיד נחושת מוגן הנלחם בחום ובצורות אחרות של הפרעות. הם מייצרים רדיד נחושת עבור מוצרים ספציפיים כגון לוחות מעגלים מודפסים (PCBs) ומעגלים גמישים (FCBs). באופן טבעי הם מייצרים רדיד נחושת עבור סוללות ליתיום-יון.

סוללות ליתיום-יון הופכות לנורמה יותר, במיוחד עם מכוניות מכיוון שהן מניעות מנועי אינדוקציה כמו אלו שטסלה מייצרת. למנועי אינדוקציה יש פחות חלקים נעים וביצועים טובים יותר. מנועי אינדוקציה נחשבו כבלתי ניתנים להשגה בהתחשב בדרישות הספק שלא היו זמינות באותה עת. טסלה הצליחה לגרום לזה לקרות עם תאי סוללת הליתיום-יון שלהם. כל תא מורכב מסוללות ליתיום-יון בודדות, שלכולן יש רדיד נחושת.

הביקוש לרדיד נחושת הגיע לגבהים ניכרים. שוק רדיד הנחושת הרוויח למעלה מ-7 מיליארד דולר אמריקאי בשנת 2019 והוא צפוי להרוויח למעלה מ-8 מיליארד דולר אמריקאי בשנת 2026. זאת בשל שינויים בתעשיית הרכב שמבטיחים לעבור ממנועי בעירה פנימית לסוללות ליתיום-יון. עם זאת, מכוניות לא יהיו התעשייה היחידה המושפעת מכיוון שגם מחשבים ומוצרי אלקטרוניקה אחרים משתמשים בנייר נחושת. זה רק יבטיח שהמחיר עבורנייר כסף נחושתימשיך לעלות בעשור הקרוב.

סוללות ליתיום-יון קיבלו פטנט לראשונה בשנת 1976, והן ייוצרו באופן המוני בשנת 1991. בשנים שלאחר מכן, סוללות ליתיום-יון יהפכו לפופולריות יותר וישופרו במידה ניכרת. בהתחשב בשימוש שלהם במכוניות, ניתן לומר בוודאות שהם ימצאו שימושים אחרים בעולם התלוי באנרגיה בעירה מכיוון שהם נטענים ויעילים יותר. סוללות ליתיום-יון הן העתיד של האנרגיה, אבל הן כלום בלי רדיד נחושת.