היסודות של נייר נחושת בסוללות ליתיום יון

אחת המתכות החיוניות ביותר בכוכב הלכת היא נחושת. בלעדיו, איננו יכולים לעשות את הדברים שאנחנו לוקחים כמובן מאליו כמו להפעיל אורות או לצפות בטלוויזיה. נחושת הם העורקים הגורמים למחשבים לתפקד. לא נוכל לנסוע במכוניות ללא נחושת. טלקומוניקציה תפסיק למות. וסוללות ליתיום-יון לא היו עובדות בכלל בלעדיו.

סוללות ליתיום-יון משתמשות במתכות כמו נחושת ואלומיניום ליצירת מטען חשמלי. לכל סוללת ליתיום-יון יש אנודה גרפיט, קתודה תחמוצת מתכת, ומשתמשת באלקטרוליטים המוגנים על ידי מפריד. טעינת הסוללה גורמת לזרום יוני ליתיום דרך האלקטרוליטים ולאסוף באנודה הגרפיט יחד עם אלקטרונים שנשלחו דרך החיבור. ניתוק הסוללה מחזיר את היונים לאן הם באו ומאלץ את האלקטרונים לעבור במעגל ויוצר חשמל. הסוללה תתרוקן ברגע שכל יוני הליתיום והאלקטרונים יחזרו לקתודה.

אז איזה חלק משחק נחושת עם סוללות ליתיום-יון? הגרפיט מתמזג עם נחושת בעת יצירת האנודה. נחושת עמידה בפני חמצון, שהוא תהליך כימי בו אלקטרונים של אלמנט אחד אבודים לאלמנט אחר. זה גורם לקורוזיה. חמצון מתרחש כאשר כימיקלים וחמצן מקיימים אינטראקציה עם אלמנט, כמו כיצד ברזל הנוגע במגע עם מים וחמצן יוצר חלודה. נחושת היא למעשה חסין מפני קורוזיה.

נייר נחושתמשמש בעיקר בסוללות ליתיום-יון מכיוון שאין מגבלות בגודל שלה. אתה יכול לקבל את זה כל עוד אתה רוצה ורזה ככל שתרצה. נחושת היא מטבעו אספן זרם חזק, אך הוא גם מאפשר פיזור גדול ושווה של זרם.

ישנם שני סוגים של נייר כסף נחושת: מגולגל ואלקטרוליטי. אתה משמש נייר נחושת מגולגל בסיסי לכל מלאכה ועיצובים. זה נוצר באמצעות תהליך של הצגת חום תוך כדי לחיצה על זה עם סיכות מתגלגלות. יצירת רדיד נחושת אלקטרוליטי הוא שניתן להשתמש בו בטכנולוגיה זה קצת יותר מעורב. זה מתחיל בהמיסת נחושת באיכות גבוהה בחומצה. זה יוצר אלקטרוליט נחושת שניתן להוסיף לנחושת בתהליך שנקרא ציפוי אלקטרוליטי. בתהליך זה משתמשים בחשמל כדי להוסיף את האלקטרוליט הנחושת לסכל הנחושת בתופים מסתובבים טעונים חשמליים.

נייר נחושת אינו ללא פגמיו. נייר נחושת יכול לעוות. אם זה קורה אז ניתן להשפיע מאוד על אוסף אנרגיה ופיזור. מה שכן הוא שסכל נחושת יכול להיות מושפע ממקורות חיצוניים כמו אותות אלקטרומגנטיים, אנרגיית מיקרוגל וחום קיצוני. גורמים אלה יכולים להאט או אפילו להרוס את יכולת נייר הנחושת לעבוד כראוי. אלקאליס וחומצות אחרות יכולים לאשש את יעילות נייר הנחושת. זו הסיבה שחברות כמוCivenמתכות יוצרות מגוון רחב של מוצרי נייר נחושת.

הם הסכימו על נייר נחושת שנלחם נגד חום וצורות הפרעות אחרות. הם מייצרים כסף נחושת למוצרים ספציפיים כמו לוחות מעגלים מודפסים (PCB) ולוחות מעגלים גמישים (FCBs). באופן טבעי הם מייצרים נייר כסף נחושת לסוללות ליתיום-יון.

סוללות ליתיום-יון הופכות ליותר מהנורמה, במיוחד עם מכוניות מכיוון שהן מנועי אינדוקציה כמו אלה שטסלה מייצרת. למנועי אינדוקציה יש פחות חלקים נעים ויש להם ביצועים טובים יותר. מנועי אינדוקציה נחשבו כבלתי ניתנים להשגה בהתחשב בדרישות כוח שלא היו זמינות באותה עת. טסלה הצליחה לגרום לזה לקרות עם תאי סוללת הליתיום-יון שלהם. כל תא מורכב מסוללות ליתיום-יון בודדות, לכולן יש נייר כסף נחושת.

הביקוש לסכל נחושת הגיע לגבהים במידה ניכרת. שוק נייר הנחושת הפך ליותר מ -7 מיליארד דולר אמריקאי בשנת 2019 והוא צפוי להפוך למעלה מ- 8 מיליארד דולר אמריקאים בשנת 2026. זה נובע משינויים בתעשיית הרכב שמבטיחים לעבור ממנועי בעירה פנימית לסוללות ליתיום-יון. עם זאת, מכוניות לא יהיו התעשייה היחידה שנפגעת כמחשבים ואלקטרוניקה אחרת משתמשים גם בסכל נחושת. זה רק יבטיח שהמחיר עבורנייר נחושתימשיך לעלות בעשור הקרוב.

סוללות ליתיום-יון הוגשו לראשונה בפטנט בשנת 1976, והן היו מיוצרות המוניות מסחרית בשנת 1991. בשנים שלאחר מכן, סוללות ליתיום-יון היו הופכות פופולריות יותר וישתפרו במידה ניכרת. בהתחשב בשימוש בהם במכוניות, ניתן לומר שהם ימצאו שימושים אחרים בעולם תלוי באנרגיה דליקה שכן הם נטענים ויעילים יותר. סוללות ליתיום-יון הן עתיד האנרגיה, אך הן דבר ללא נייר נחושת.