Msingi wa foil ya shaba katika betri za lithiamu ion

Moja ya metali muhimu zaidi kwenye sayari ni shaba. Bila hiyo, hatuwezi kufanya vitu ambavyo tunachukua kwa urahisi kama vile kuwasha taa au kutazama Runinga. Copper ni mishipa ambayo hufanya kompyuta ifanye kazi. Hatutaweza kusafiri katika magari bila shaba. Mawasiliano ingeacha kufa. Na betri za lithiamu-ion hazingefanya kazi kabisa bila hiyo.

Betri za Lithium-ion hutumia metali kama vile shaba na aluminium kuunda malipo ya umeme. Kila betri ya lithiamu-ion ina anode ya grafiti, cathode ya oksidi ya chuma, na hutumia elektroni ambazo zinalindwa na mgawanyaji. Kuchaji betri husababisha ioni za lithiamu kupita kupitia elektroni na kukusanya kwenye anode ya grafiti pamoja na elektroni zilizotumwa kupitia unganisho. Kuondoa betri hutuma ions nyuma ambapo walikuja na kulazimisha elektroni kupitia mzunguko kuunda umeme. Betri itamalizika mara tu ioni zote za lithiamu na elektroni zinarudi kwenye cathode.

Kwa hivyo, shaba inachukua sehemu gani na betri za lithiamu-ion? Graphite inachanganywa na shaba wakati wa kuunda anode. Copper ni sugu kwa oksidi, ambayo ni mchakato wa kemikali ambapo elektroni za kitu kimoja zinapotea kwa kitu kingine. Hii husababisha kutu. Oxidization hufanyika wakati kemikali na oksijeni zinaingiliana na kitu, kama jinsi chuma kinapogusana na maji na oksijeni huunda kutu. Copper kimsingi ni kinga ya kutu.

Foil ya shabaInatumika hasa katika betri za lithiamu-ion kwa sababu hakuna vizuizi na saizi yake. Unaweza kuwa nayo kwa muda mrefu kama unavyotaka na nyembamba kama unavyotaka. Copper ni kwa asili yake kuwa mtoza nguvu wa sasa, lakini pia inaruhusu utawanyiko mkubwa na sawa wa sasa.

Kuna aina mbili za foil ya shaba: iliyovingirishwa na elektroni. Wewe ni msingi wa foil ya shaba hutumiwa kwa kila ufundi na miundo. Imeundwa kupitia mchakato wa kuanzisha joto wakati wa kushinikiza chini na pini za kusonga. Kuunda foil ya shaba ya elektroni ni kwamba inaweza kutumika katika teknolojia inahusika zaidi. Huanza kwa kufuta shaba ya hali ya juu katika asidi. Hii inaunda elektroni ya shaba ambayo inaweza kuongezwa kwa shaba kupitia mchakato unaoitwa upangaji wa umeme. Katika mchakato huu, umeme hutumiwa kuongeza elektroni ya shaba kwenye foil ya shaba katika ngoma zinazoingiliana za umeme.

Foil ya shaba sio bila dosari zake. Foil ya Copper inaweza kupunguka. Ikiwa hiyo itatokea basi ukusanyaji wa nishati na utawanyiko unaweza kuathiriwa sana. Kilicho zaidi ni kwamba foil ya shaba inaweza kuathiriwa na vyanzo vya nje kama ishara za umeme, nishati ya microwave, na joto kali. Sababu hizi zinaweza kupunguza au hata kuharibu uwezo wa foil wa shaba kufanya kazi vizuri. Alkali na asidi zingine zinaweza kudhibiti ufanisi wa foil wa shaba. Hii ndio sababu kampuni kama vileRaiaMetali huunda bidhaa anuwai za foil za shaba.

Wamelinda foil ya shaba ambayo inapigana dhidi ya joto na aina zingine za kuingiliwa. Wanatengeneza foil ya shaba kwa bidhaa maalum kama bodi za mzunguko zilizochapishwa (PCB) na bodi za mzunguko rahisi (FCBS). Kwa kawaida wao hufanya foil ya shaba kwa betri za lithiamu-ion.

Betri za Lithium-ion zinakuwa zaidi ya kawaida, haswa na magari kwani zina nguvu za uingizaji wa nguvu kama ile Tesla inazalisha. Motors za induction zina sehemu chache za kusonga na zina utendaji bora. Motors za induction zilizingatiwa kuwa haziwezi kupatikana kwa mahitaji ya nguvu ambayo hayakupatikana wakati huo. Tesla aliweza kufanya hii kutokea na seli zao za betri za lithiamu-ion. Kila seli imeundwa na betri za mtu binafsi za lithiamu-ion, ambazo zote zina foil ya shaba.

Mahitaji ya foil ya shaba yamefikia urefu mkubwa. Soko la foil la shaba lilifanya zaidi ya dola bilioni 7 za Amerika mnamo 2019 na inatarajiwa kufanya zaidi ya dola bilioni 8 za Amerika mnamo 2026. Hii ni kwa sababu ya mabadiliko katika tasnia ya magari ambayo inaahidi kubadili kutoka kwa injini za mwako wa ndani kwenda kwa betri za lithiamu. Walakini, magari hayatakuwa tasnia pekee iliyoathiriwa kama kompyuta na vifaa vingine vya umeme pia hutumia foil ya shaba. Hii itahakikisha tu kuwa bei yafoil ya shabaitaendelea kuongezeka katika muongo ujao.

Betri za Lithium-ion zilikuwa na hati miliki ya kwanza mnamo 1976, na zingetengenezwa kibiashara mnamo 1991. Katika miaka iliyofuata, betri za lithiamu-ion zingejulikana zaidi na zingeboreshwa sana. Kwa kuzingatia matumizi yao katika magari, ni salama kusema kwamba watapata matumizi mengine katika ulimwengu unaotegemea nishati kwani wanaweza kufikiwa na bora zaidi. Betri za lithiamu-ion ni mustakabali wa nishati, lakini sio kitu bila foil ya shaba.