პლანეტაზე ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ლითონი სპილენძია. მის გარეშე ჩვენ არ შეგვიძლია გავაკეთოთ ის, რაც თავისთავად მიჩნეულია, მაგალითად, შუქის ჩართვა ან ტელევიზორის ყურება. სპილენძი არის არტერია, რომელიც კომპიუტერებს ფუნქციონირებას უზრუნველყოფს. სპილენძის გარეშე ჩვენ ვერ შევძლებდით მანქანებით მგზავრობას. ტელეკომუნიკაციები გაჩერდებოდა. ლითიუმ-იონური ბატარეები კი მის გარეშე საერთოდ არ იმუშავებდა.
ლითიუმ-იონური აკუმულატორები ელექტრული მუხტის შესაქმნელად იყენებენ ისეთ ლითონებს, როგორიცაა სპილენძი და ალუმინი. თითოეულ ლითიუმ-იონურ აკუმულატორს აქვს გრაფიტის ანოდი, ლითონის ოქსიდის კათოდი და იყენებს ელექტროლიტებს, რომლებიც დაცულია გამყოფით. აკუმულატორის დატენვა იწვევს ლითიუმის იონების ელექტროლიტებში გადინებას და გროვდება გრაფიტის ანოდზე შეერთების გზით გაგზავნილ ელექტრონებთან ერთად. აკუმულატორის გამორთვა იონებს აბრუნებს იქ, სადაც ისინი მოვიდნენ და აიძულებს ელექტრონებს გაიარონ წრედში, რაც წარმოქმნის ელექტროენერგიას. აკუმულატორი დაიცლება, როგორც კი ყველა ლითიუმის იონი და ელექტრონი დაბრუნდება კათოდში.
მაშ ასე, რა როლს ასრულებს სპილენძი ლითიუმ-იონურ ბატარეებში? გრაფიტი ანოდის შექმნისას სპილენძს ერწყმის. სპილენძი მდგრადია დაჟანგვის მიმართ, რაც ქიმიური პროცესია, რომლის დროსაც ერთი ელემენტის ელექტრონები მეორე ელემენტთან იკარგება. ეს იწვევს კოროზიას. დაჟანგვა ხდება მაშინ, როდესაც ქიმიური ნივთიერება და ჟანგბადი ურთიერთქმედებენ ელემენტთან, ისევე როგორც რკინის წყალთან და ჟანგბადთან შეხება იწვევს ჟანგს. სპილენძი არსებითად იმუნურია კოროზიის მიმართ.
სპილენძის ფოლგაძირითადად გამოიყენება ლითიუმ-იონურ აკუმულატორებში, რადგან მისი ზომა შეზღუდვებს არ ახდენს. შეგიძლიათ გქონდეთ რამდენიც გსურთ გრძელი და რამდენიც გსურთ თხელი. სპილენძი თავისი ბუნებით ძლიერი დენის შემგროვებელია, მაგრამ ასევე საშუალებას იძლევა დენის დიდი და თანაბარი გაფანტვის.
სპილენძის ფოლგის ორი ტიპი არსებობს: რულონური და ელექტროლიტური. რულონური სპილენძის ფოლგა გამოიყენება ყველა ხელნაკეთი ნივთისა და დიზაინისთვის. ის იქმნება სითბოს შეყვანის პროცესით, როდესაც ის გასაბრტყელებელი ქინძისთავებით იჭრება. ელექტროლიტური სპილენძის ფოლგის შექმნა, რომლის გამოყენებაც ტექნოლოგიაში შეიძლება, ცოტა უფრო რთულია. ის იწყება მაღალი ხარისხის სპილენძის მჟავაში გახსნით. ეს ქმნის სპილენძის ელექტროლიტს, რომლის დამატებაც სპილენძს ელექტროლიტური მოპირკეთების სახელით ცნობილი პროცესის მეშვეობით შეუძლია. ამ პროცესში ელექტროენერგია გამოიყენება სპილენძის ელექტროლიტის სპილენძის ფოლგაში დასამატებლად ელექტრულად დამუხტულ მბრუნავ დოლებში.
სპილენძის ფოლგას თავისი ნაკლოვანებები არ აქვს. სპილენძის ფოლგას შეუძლია დეფორმაცია. თუ ეს მოხდება, ენერგიის შეგროვებასა და გაფანტვაზე შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს. უფრო მეტიც, სპილენძის ფოლგაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს გარე წყაროებმა, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური სიგნალები, მიკროტალღური ენერგია და უკიდურესი სიცხე. ამ ფაქტორებმა შეიძლება შეანელოს ან თუნდაც გაანადგუროს სპილენძის ფოლგის გამართული მუშაობის უნარი. ტუტეებმა და სხვა მჟავებმა შეიძლება დააზიანონ სპილენძის ფოლგის ეფექტურობა. სწორედ ამიტომ, ისეთი კომპანიები, როგორიცაასამოქალაქოლითონები ქმნიან სპილენძის ფოლგის პროდუქტების ფართო სპექტრს.
მათ აქვთ დამცავი სპილენძის ფოლგა, რომელიც ებრძვის სითბოს და ჩარევის სხვა ფორმებს. ისინი აწარმოებენ სპილენძის ფოლგას კონკრეტული პროდუქტებისთვის, როგორიცაა დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფები (PCB) და მოქნილი მიკროსქემის დაფები (FCB). ბუნებრივია, ისინი აწარმოებენ სპილენძის ფოლგას ლითიუმ-იონური აკუმულატორებისთვის.
ლითიუმ-იონური აკუმულატორები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება, განსაკუთრებით ავტომობილებში, რადგან ისინი ისეთ ინდუქციურ ძრავებს კვებავენ, როგორიც Tesla-ს მიერ წარმოებულია. ინდუქციურ ძრავებს ნაკლები მოძრავი ნაწილი აქვთ და უკეთესი მუშაობა აქვთ. ინდუქციური ძრავები მიუწვდომელ ძრავად ითვლებოდა იმ დროს მიუწვდომელი სიმძლავრის მოთხოვნების გათვალისწინებით. Tesla-მ ამის გაკეთება ლითიუმ-იონური აკუმულატორის ელემენტებით შეძლო. თითოეული უჯრედი შედგება ცალკეული ლითიუმ-იონური აკუმულატორებისგან, რომელთაგან თითოეულს სპილენძის ფოლგა აქვს.
სპილენძის ფოლგაზე მოთხოვნამ მნიშვნელოვან ნიშნულს მიაღწია. სპილენძის ფოლგის ბაზარმა 2019 წელს 7 მილიარდ დოლარზე მეტი გამოიმუშავა და მოსალოდნელია, რომ 2026 წელს 8 მილიარდ დოლარზე მეტი გამოიმუშაოს. 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 იყენებს სპილენძის ფოლგას. ეს მხოლოდ უზრუნველყოფს, რომ ფასი...სპილენძის ფოლგაგააგრძელებს ზრდას მომდევნო ათწლეულში.
ლითიუმ-იონური აკუმულატორები პირველად 1976 წელს დააპატენტეს, ხოლო კომერციულად მასობრივად წარმოებული 1991 წელს. მომდევნო წლებში ლითიუმ-იონური აკუმულატორები უფრო პოპულარული გახდნენ და მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდნენ. ავტომობილებში მათი გამოყენების გათვალისწინებით, შეგვიძლია დარწმუნებით ვთქვათ, რომ ისინი სხვა გამოყენებასაც იპოვიან აალებადი ენერგიის დამოკიდებულ სამყაროში, რადგან ისინი დატენვადი და უფრო ეფექტურია. ლითიუმ-იონური აკუმულატორები ენერგიის მომავალია, მაგრამ ისინი არაფერია სპილენძის ფოლგის გარეშე.
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 25 აგვისტო