Mojawapo ya metali muhimu zaidi duniani ni shaba. Bila hiyo, hatuwezi kufanya mambo tunayoyachukulia kirahisi kama vile kuwasha taa au kutazama TV. Shaba ni mishipa inayofanya kompyuta zifanye kazi. Hatungeweza kusafiri kwa magari bila shaba. Mawasiliano ya simu yangesimama kabisa. Na betri za lithiamu-ion hazingefanya kazi kabisa bila hiyo.
Betri za Lithiamu-ion hutumia metali kama vile shaba na alumini kutengeneza chaji ya umeme. Kila betri ya Lithiamu-ion ina anodi ya grafiti, kathodi ya oksidi ya metali, na hutumia elektroliti zinazolindwa na kitenganishi. Kuchaji betri husababisha ioni za lithiamu kutiririka kupitia elektroliti na kukusanyika kwenye anodi ya grafiti pamoja na elektroni zinazotumwa kupitia muunganisho. Kuondoa plagi ya betri hurudisha ioni zilipotoka na kulazimisha elektroni kupitia saketi na kutengeneza umeme. Betri itaisha mara tu ioni na elektroni zote za lithiamu zitakaporudi kwenye kathodi.
Kwa hivyo, shaba ina jukumu gani na betri za lithiamu-ion? Grafiti huunganishwa na shaba wakati wa kuunda anodi. Shaba ni sugu kwa oksidi, ambayo ni mchakato wa kemikali ambapo elektroni za kipengele kimoja hupotea kwenye kipengele kingine. Hii husababisha kutu. Oksidi hutokea wakati kemikali na oksijeni vinapoingiliana na kipengele, kama vile chuma kinavyogusana na maji na oksijeni husababisha kutu. Shaba kimsingi haina kinga dhidi ya kutu.
Foili ya shabaHutumika zaidi katika betri za lithiamu-ion kwa sababu hakuna vikwazo kuhusu ukubwa wake. Unaweza kuwa nayo kwa muda mrefu upendavyo na nyembamba upendavyo. Shaba kwa asili yake ni mkusanyaji wa mkondo wenye nguvu, lakini pia inaruhusu mtawanyiko mkubwa na sawa wa mkondo.
Kuna aina mbili za karatasi ya shaba: iliyoviringishwa na ya kielektroniki. Karatasi ya shaba iliyoviringishwa hutumika kwa kila ufundi na miundo. Imeundwa kupitia mchakato wa kuingiza joto huku ikishinikizwa kwa pini za kuviringisha. Kutengeneza karatasi ya shaba ya kielektroniki ni kwamba inaweza kutumika katika teknolojia inahusika zaidi. Inaanza kwa kuyeyusha shaba ya ubora wa juu katika asidi. Hii huunda elektroliti ya shaba ambayo inaweza kuongezwa kwenye shaba kupitia mchakato unaoitwa upako wa elektroliti. Katika mchakato huu, umeme hutumika kuongeza elektroliti ya shaba kwenye karatasi ya shaba katika ngoma zinazozunguka zenye chaji ya umeme.
Foili ya shaba haina dosari zake. Foili ya shaba inaweza kupotoka. Ikiwa hilo litatokea basi ukusanyaji na utawanyiko wa nishati unaweza kuathiriwa sana. Zaidi ya hayo, foili ya shaba inaweza kuathiriwa na vyanzo vya nje kama vile mawimbi ya sumakuumeme, nishati ya microwave, na joto kali. Mambo haya yanaweza kupunguza kasi au hata kuharibu uwezo wa foili ya shaba kufanya kazi vizuri. Alkali na asidi nyingine zinaweza kuharibu ufanisi wa foili ya shaba. Hii ndiyo sababu makampuni kama vileCIVENVyuma huunda aina mbalimbali za bidhaa za foil za shaba.
Wana foil ya shaba iliyolindwa ambayo hupambana na joto na aina nyingine za kuingiliwa. Wanatengeneza foil ya shaba kwa bidhaa maalum kama vile bodi za saketi zilizochapishwa (PCBs) na bodi za saketi zinazonyumbulika (FCBs). Kwa kawaida hutengeneza foil ya shaba kwa betri za lithiamu-ion.
Betri za lithiamu-ion zinazidi kuwa za kawaida, hasa kwa magari kwani zinaendesha injini za induction kama zile zinazotengenezwa na Tesla. Mota za induction zina sehemu chache zinazosogea na zina utendaji bora zaidi. Mota za induction zilichukuliwa kuwa hazipatikani kutokana na mahitaji ya nguvu ambayo hayakuwapo wakati huo. Tesla iliweza kufanya hili litokee kwa kutumia seli zao za betri za lithiamu-ion. Kila seli imeundwa na betri za lithiamu-ion za kibinafsi, ambazo zote zina foil ya shaba.
Mahitaji ya foili ya shaba yamefikia kiwango cha juu sana. Soko la foili ya shaba lilipata zaidi ya dola bilioni 7 za Marekani mwaka wa 2019 na linatarajiwa kupata zaidi ya dola bilioni 8 za Marekani mwaka wa 2026. Hii ni kutokana na mabadiliko katika sekta ya magari ambayo yanaahidi kubadili kutoka injini za mwako wa ndani hadi betri za lithiamu-ion. Hata hivyo, magari hayatakuwa sekta pekee iliyoathiriwa kwani kompyuta na vifaa vingine vya elektroniki pia hutumia foili ya shaba. Hii itahakikisha tu kwamba bei yakaratasi ya shabaitaendelea kuongezeka katika muongo ujao.
Betri za Lithium-ion zilipatiwa hati miliki kwa mara ya kwanza mwaka wa 1976, na zingetengenezwa kwa wingi kibiashara mwaka wa 1991. Katika miaka iliyofuata, betri za Lithium-ion zingekuwa maarufu zaidi na zingeboreshwa sana. Kwa kuzingatia matumizi yao katika magari, ni salama kusema kwamba zitapata matumizi mengine katika ulimwengu unaotegemea nishati inayowaka kwani zinaweza kuchajiwa tena na kuwa na ufanisi zaidi. Betri za Lithium-ion ni mustakabali wa nishati, lakini si kitu bila karatasi ya shaba.
Muda wa chapisho: Agosti-25-2022