مبانی فویل مس در باتری های لیتیوم یونی

یکی از ضروری ترین فلزات روی کره زمین مس است. بدون آن، ما نمی‌توانیم کارهایی را که بدیهی می‌دانیم، مانند روشن کردن چراغ‌ها یا تماشای تلویزیون انجام دهیم. مس شریان هایی هستند که باعث عملکرد کامپیوترها می شوند. بدون مس نمی توانیم با ماشین سفر کنیم. مخابرات متوقف می شد. و باتری های لیتیوم یونی بدون آن اصلا کار نمی کنند.

باتری های لیتیوم یونی از فلزاتی مانند مس و آلومینیوم برای ایجاد بار الکتریکی استفاده می کنند. هر باتری لیتیوم یون دارای آند گرافیت، کاتد اکسید فلزی است و از الکترولیت هایی استفاده می کند که توسط جداکننده محافظت می شود. شارژ باتری باعث می شود یون های لیتیوم از طریق الکترولیت ها جریان پیدا کنند و همراه با الکترون های ارسال شده از طریق اتصال در آند گرافیت جمع شوند. جدا کردن باتری یون‌ها را به جایی که آمده‌اند می‌فرستد و الکترون‌ها را مجبور می‌کند از مدار عبور کنند و الکتریسیته ایجاد کنند. پس از بازگشت تمام یون های لیتیوم و الکترون ها به کاتد، باتری خالی می شود.

بنابراین، مس با باتری های لیتیوم یون چه نقشی دارد؟ هنگام ایجاد آند، گرافیت با مس ذوب می شود. مس در برابر اکسیداسیون مقاوم است، که یک فرآیند شیمیایی است که در آن الکترون های یک عنصر به عنصر دیگر از دست می رود. این باعث خوردگی می شود. اکسیداسیون زمانی اتفاق می افتد که یک ماده شیمیایی و اکسیژن با یک عنصر تعامل می کنند، مانند تماس آهن با آب و اکسیژن باعث ایجاد زنگ می شود. مس اساساً در برابر خوردگی مصون است.

فویل مسیعمدتاً در باتری های لیتیوم یونی استفاده می شود زیرا هیچ محدودیتی در اندازه آن وجود ندارد. شما می توانید آن را تا زمانی که می خواهید و هر چقدر که می خواهید نازک داشته باشید. مس ذاتاً یک جمع کننده جریان قوی است، اما همچنین امکان پراکندگی زیاد و برابر جریان را فراهم می کند.

دو نوع فویل مسی وجود دارد: نورد شده و الکترولیتی. فویل مسی رول شده اولیه شما برای هر کاردستی و طرحی استفاده می شود. از طریق فرآیند وارد کردن گرما در حالی که آن را با وردنه فشار می دهید ایجاد می شود. ایجاد فویل مسی الکترولیتی است که می توان از آن در فناوری استفاده کرد کمی بیشتر دخیل است. با حل کردن مس با کیفیت بالا در اسید شروع می شود. این یک الکترولیت مس ایجاد می کند که می تواند از طریق فرآیندی به نام آبکاری الکترولیتی به مس اضافه شود. در این فرآیند، از الکتریسیته برای افزودن الکترولیت مس به فویل مسی در درام‌های دوار با بار الکتریکی استفاده می‌شود.

فویل مسی خالی از ایراد نیست. فویل مسی می تواند تاب بخورد. اگر این اتفاق بیفتد، جمع آوری و پراکندگی انرژی می تواند تا حد زیادی تحت تأثیر قرار گیرد. علاوه بر این، فویل مسی می تواند تحت تأثیر منابع خارجی مانند سیگنال های الکترومغناطیسی، انرژی مایکروویو و گرمای شدید قرار گیرد. این عوامل می توانند توانایی فویل مسی را برای عملکرد صحیح کاهش دهند یا حتی از بین ببرند. قلیاها و سایر اسیدها می توانند کارایی فویل مسی را خراب کنند. به همین دلیل است که شرکت هایی مانندCIVENفلزات طیف گسترده ای از محصولات فویل مس را ایجاد می کنند.

آنها فویل مسی محافظ دارند که در برابر گرما و سایر اشکال تداخل مبارزه می کند. آنها فویل مسی را برای محصولات خاص مانند بردهای مدار چاپی (PCB) و بردهای مدار انعطاف پذیر (FCB) می سازند. به طور طبیعی آنها فویل مسی برای باتری های لیتیوم یون می سازند.

باتری‌های لیتیوم یونی به ویژه در خودروها رایج‌تر می‌شوند زیرا موتورهای القایی مانند آن‌هایی که تسلا تولید می‌کند، نیرو می‌دهند. موتورهای القایی قطعات متحرک کمتری دارند و عملکرد بهتری دارند. موتورهای القایی با توجه به نیازهای قدرتی که در آن زمان در دسترس نبود، غیرقابل دستیابی در نظر گرفته می شدند. تسلا توانست این اتفاق را با سلول های باتری لیتیوم یونی خود انجام دهد. هر سلول از باتری‌های لیتیوم یونی تشکیل شده است که همگی دارای فویل مسی هستند.

تقاضا برای فویل مسی به حد قابل توجهی رسیده است. بازار فویل مس در سال 2019 بیش از 7 میلیارد دلار آمریکا درآمد و پیش بینی می شود در سال 2026 به بیش از 8 میلیارد دلار آمریکا برسد. این به دلیل تغییرات در صنعت خودرو است که نویدبخش تغییر موتورهای احتراق داخلی به باتری های لیتیوم یونی است. با این حال، خودروها تنها صنعت تحت تأثیر قرار نخواهند بود زیرا رایانه ها و سایر لوازم الکترونیکی نیز از فویل مسی استفاده می کنند. این تنها تضمین می کند که قیمت برایفویل مسیدر دهه آینده به رشد خود ادامه خواهد داد.

باتری های لیتیوم یونی برای اولین بار در سال 1976 ثبت اختراع شدند و در سال 1991 به صورت انبوه تولید شدند. در سال های بعد، باتری های لیتیوم یونی محبوب تر شدند و به طور قابل توجهی بهبود یافتند. با توجه به استفاده از آنها در خودروها، می توان با اطمینان گفت که آنها در دنیای وابسته به انرژی قابل احتراق کاربردهای دیگری خواهند یافت زیرا قابل شارژ و کارآمدتر هستند. باتری‌های لیتیوم یون آینده انرژی هستند، اما بدون فویل مسی چیزی نیستند.