სპილენძის ფოლგის საფუძვლები ლითიუმის იონურ ბატარეებში

პლანეტის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ლითონი სპილენძია. ამის გარეშე, ჩვენ ვერ ვაკეთებთ იმას, რასაც ჩვენ ვთვლით, როგორიცაა განათების ჩართვა ან ტელევიზორის ყურება. სპილენძი არის არტერიები, რომლებიც ახორციელებენ კომპიუტერების ფუნქციონირებას. სპილენძის გარეშე მანქანებით ვერ ვიმგზავრებდით. ტელეკომუნიკაცია გაჩერდება მკვდარი. და ლითიუმ-იონური ბატარეები მის გარეშე საერთოდ არ იმუშავებს.

ლითიუმ-იონური ბატარეები იყენებენ ლითონებს, როგორიცაა სპილენძი და ალუმინი ელექტრული მუხტის შესაქმნელად. თითოეულ ლითიუმ-იონურ ბატარეას აქვს გრაფიტის ანოდი, ლითონის ოქსიდის კათოდი და იყენებს ელექტროლიტებს, რომლებიც დაცულია გამყოფით. ბატარეის დატენვა იწვევს ლითიუმის იონების გადინებას ელექტროლიტებში და გროვდება გრაფიტის ანოდზე და ელექტრონებთან ერთად, რომლებიც გაგზავნილია კავშირის საშუალებით. ბატარეის გამორთვა აგზავნის იონებს უკან, სადაც ისინი მოვიდა და აიძულებს ელექტრონებს გაიარონ წრეში ელექტროენერგიის შესაქმნელად. ბატარეა ამოიწურება მას შემდეგ, რაც ყველა ლითიუმის იონი და ელექტრონი დაბრუნდებიან კათოდში.

მაშ, რა როლს თამაშობს სპილენძი ლითიუმ-იონურ ბატარეებთან? ანოდის შექმნისას გრაფიტი ერწყმის სპილენძს. სპილენძი მდგრადია ჟანგვის მიმართ, ეს არის ქიმიური პროცესი, როდესაც ერთი ელემენტის ელექტრონები იკარგება მეორე ელემენტში. ეს იწვევს კოროზიას. დაჟანგვა ხდება მაშინ, როდესაც ქიმიური ნივთიერება და ჟანგბადი ურთიერთქმედებენ ელემენტთან, მაგალითად, თუ როგორ ჟანგს ქმნის რკინა წყალთან და ჟანგბადთან კონტაქტში. სპილენძი არსებითად იმუნურია კოროზიისგან.

სპილენძის ფოლგაძირითადად გამოიყენება ლითიუმ-იონურ ბატარეებში, რადგან არ არსებობს შეზღუდვები მის ზომასთან დაკავშირებით. შეგიძლიათ იქამდე გქონდეთ რამდენიც გინდათ და რამდენიც გინდათ გამხდარი. სპილენძი თავისი ბუნებით არის მძლავრი დენის კოლექტორი, მაგრამ ის ასევე იძლევა დენის დიდი და თანაბარი დისპერსიის საშუალებას.

არსებობს ორი სახის სპილენძის კილიტა: ნაგლინი და ელექტროლიტური. თქვენ ძირითადი ნაგლინი სპილენძის კილიტა გამოიყენება ყველა ხელნაკეთობისა და დიზაინისთვის. იგი იქმნება სითბოს შემოტანის პროცესის შედეგად, მასზე მოძრავი ქინძისთავებით დაჭერისას. ელექტროლიტური სპილენძის ფოლგის შექმნა არის ის, რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტექნოლოგიაში, ცოტა უფრო ჩართულია. ის იწყება მაღალი ხარისხის სპილენძის მჟავაში გახსნით. ეს ქმნის სპილენძის ელექტროლიტს, რომელიც შეიძლება დაემატოს სპილენძს პროცესის საშუალებით, რომელსაც ეწოდება ელექტროლიტური დაფარვა. ამ პროცესში, ელექტროენერგია გამოიყენება სპილენძის ელექტროლიტის დასამატებლად სპილენძის კილიტაში ელექტრული დამუხტული მბრუნავი დოლებით.

სპილენძის ფოლგა არ არის ნაკლოვანებების გარეშე. სპილენძის ფოლგას შეუძლია გადახვევა. თუ ეს მოხდება, ენერგიის შეგროვებასა და დისპერსიაზე შეიძლება დიდი გავლენა იქონიოს. უფრო მეტიც, სპილენძის კილიტაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს გარე წყაროებმა, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური სიგნალები, მიკროტალღური ენერგია და ექსტრემალური სიცხე. ამ ფაქტორებმა შეიძლება შეანელონ ან თუნდაც გაანადგურონ სპილენძის ფოლგის სწორად მუშაობის უნარი. ტუტეებმა და სხვა მჟავებმა შეიძლება დაარღვიონ სპილენძის ფოლგის ეფექტურობა. ამიტომაა ისეთი კომპანიები, როგორიცააCIVENლითონები ქმნიან სპილენძის ფოლგის პროდუქტების მრავალფეროვნებას.

მათ აქვთ დაცული სპილენძის კილიტა, რომელიც ებრძვის სითბოს და სხვა სახის ჩარევას. ისინი ამზადებენ სპილენძის კილიტას კონკრეტული პროდუქტებისთვის, როგორიცაა ბეჭდური მიკროსქემის დაფები (PCB) და მოქნილი მიკროსქემის დაფები (FCB). ბუნებრივია, ისინი ამზადებენ სპილენძის კილიტას ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის.

ლითიუმ-იონური ბატარეები სულ უფრო ნორმად იქცევა, განსაკუთრებით ავტომობილებთან დაკავშირებით, რადგან ისინი ამუშავებენ ინდუქციურ ძრავებს, როგორსაც Tesla აწარმოებს. ინდუქციურ ძრავებს აქვთ ნაკლები მოძრავი ნაწილები და აქვთ უკეთესი შესრულება. ინდუქციური ძრავები მიიჩნეოდა მიუწვდომელად ენერგეტიკული მოთხოვნების გათვალისწინებით, რომლებიც იმ დროისთვის არ იყო ხელმისაწვდომი. Tesla-მ შეძლო ამის გაკეთება მათი ლითიუმ-იონური ბატარეის უჯრედებით. თითოეული უჯრედი შედგება ინდივიდუალური ლითიუმ-იონური ბატარეებისგან, რომელთაგან ყველა სპილენძის კილიტაა.

სპილენძის ფოლგაზე მოთხოვნამ საგრძნობ სიმაღლეებს მიაღწია. სპილენძის ფოლგის ბაზარმა 7 მილიარდ დოლარზე მეტი ამერიკული დოლარი შეადგინა 2019 წელს, ხოლო მოსალოდნელია 8 მილიარდ დოლარზე მეტი ამერიკული 2026 წელს. ეს გამოწვეულია საავტომობილო ინდუსტრიაში ცვლილებებით, რომლებიც გვპირდებიან შიდა წვის ძრავებიდან ლითიუმ-იონურ ბატარეებზე გადასვლას. თუმცა, ავტომობილები არ იქნება ერთადერთი ინდუსტრია, რომელიც დაზარალდება, რადგან კომპიუტერები და სხვა ელექტრონიკა ასევე იყენებენ სპილენძის კილიტას. ეს მხოლოდ უზრუნველყოფს ფასსსპილენძის კილიტაგაგრძელდება ზრდა მომდევნო ათწლეულში.

ლითიუმ-იონური ბატარეები პირველად დაპატენტდა 1976 წელს და ისინი კომერციულად მასობრივად წარმოიქმნებოდა 1991 წელს. მომდევნო წლებში ლითიუმ-იონური ბატარეები უფრო პოპულარული გახდებოდა და მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდებოდა. ავტომობილებში მათი გამოყენების გათვალისწინებით, თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ისინი იპოვიან სხვა გამოყენებას წვად ენერგიაზე დამოკიდებულ სამყაროში, რადგან ისინი დატენვისუნარიანი და უფრო ეფექტურია. ლითიუმ-იონური ბატარეები ენერგიის მომავალია, მაგრამ ისინი არაფერია სპილენძის ფოლგის გარეშე.