أساسيات رقائق النحاس في بطاريات الليثيوم أيون

النحاس هو أحد أكثر المعادن أهمية على هذا الكوكب.بدونها ، لا يمكننا القيام بالأشياء التي نأخذها كأمر مسلم به مثل تشغيل الأضواء أو مشاهدة التلفزيون.النحاس هو الشرايين التي تجعل أجهزة الكمبيوتر تعمل.لن نتمكن من السفر في سيارات بدون نحاس.الاتصالات ستتوقف عن العمل.ولن تعمل بطاريات الليثيوم أيون على الإطلاق بدونها.

تستخدم بطاريات الليثيوم أيون معادن مثل النحاس والألمنيوم لتوليد شحنة كهربائية.تحتوي كل بطارية ليثيوم أيون على أنود من الجرافيت ، وكاثود أكسيد معدني ، وتستخدم إلكتروليتات محمية بفاصل.يؤدي شحن البطارية إلى تدفق أيونات الليثيوم عبر الإلكتروليتات وتجمعها عند أنود الجرافيت جنبًا إلى جنب مع الإلكترونات المرسلة عبر الاتصال.يؤدي فصل البطارية إلى إعادة الأيونات إلى حيث أتت وتجبر الإلكترونات على المرور عبر الدائرة لتوليد الكهرباء.سيتم استنفاد البطارية بمجرد عودة جميع أيونات الليثيوم والإلكترونات إلى القطب السالب.

إذن ، ما هو الدور الذي يلعبه النحاس مع بطاريات الليثيوم أيون؟يندمج الجرافيت مع النحاس عند تكوين الأنود.النحاس مقاوم للأكسدة ، وهي عملية كيميائية حيث تفقد إلكترونات أحد العناصر إلى عنصر آخر.هذا يسبب التآكل.تحدث الأكسدة عندما تتفاعل مادة كيميائية وأكسجين مع عنصر ما ، مثل كيفية تلامس الحديد مع الماء والأكسجين مما يؤدي إلى الصدأ.النحاس محصن بشكل أساسي من التآكل.

رقائق النحاسيستخدم بشكل أساسي في بطاريات الليثيوم أيون لأنه لا توجد قيود على حجمها.يمكنك الحصول عليه طالما أردت ورقيقًا كما تريد.يعتبر النحاس بطبيعته جامعًا قويًا للتيار ، ولكنه يسمح أيضًا بالتشتت الكبير والمتساوي للتيار.

d06e1626103880a58ddb5ef14cf31a2

هناك نوعان من رقائق النحاس: ملفوفة ومحللة كهربائيا.يتم استخدام رقائق النحاس الأساسية المدلفنة في كل حرف وتصميمات.يتم إنشاؤه من خلال عملية إدخال الحرارة أثناء الضغط عليها باستخدام دبابيس درفلة.إنشاء رقائق النحاس كهربائيا هو الذي يمكن استخدامه في التكنولوجيا هو أكثر انخراطا قليلا.يبدأ بإذابة النحاس عالي الجودة في الحمض.ينتج عن هذا إلكتروليت نحاسي يمكن إضافته إلى النحاس من خلال عملية تسمى الطلاء بالكهرباء.في هذه العملية ، يتم استخدام الكهرباء لإضافة إلكتروليت النحاس إلى رقائق النحاس في براميل دوارة مشحونة كهربائيًا.

رقائق النحاس لا تخلو من عيوبها.رقائق النحاس يمكن أن تشوه.إذا حدث ذلك ، فيمكن أن يتأثر جمع الطاقة وتشتتها بشكل كبير.والأكثر من ذلك هو أن رقائق النحاس يمكن أن تتأثر بالمصادر الخارجية مثل الإشارات الكهرومغناطيسية وطاقة الميكروويف والحرارة الشديدة.يمكن أن تؤدي هذه العوامل إلى إبطاء أو حتى تدمير قدرة رقائق النحاس على العمل بشكل صحيح.يمكن أن تؤدي القلويات والأحماض الأخرى إلى تآكل فعالية رقائق النحاس.هذا هو السبب في أن شركات مثلسيفنتنتج المعادن مجموعة متنوعة من منتجات رقائق النحاس.

لديهم رقائق نحاسية محمية تحارب الحرارة وأشكال التداخل الأخرى.إنهم يصنعون رقائق نحاسية لمنتجات معينة مثل لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) ولوحات الدوائر المرنة (FCBs).وبطبيعة الحال ، فإنهم يصنعون رقائق نحاسية لبطاريات الليثيوم أيون.

أصبحت بطاريات الليثيوم أيون أكثر شيوعًا ، خاصة مع السيارات لأنها تشغل المحركات الحثية مثل تلك التي تنتجها تسلا.تحتوي المحركات الحثية على أجزاء متحركة أقل وأداء أفضل.تم اعتبار المحركات الحثية غير قابلة للتحقيق نظرًا لمتطلبات الطاقة التي لم تكن متوفرة في ذلك الوقت.تمكنت Tesla من تحقيق ذلك باستخدام خلايا بطارية ليثيوم أيون.تتكون كل خلية من بطاريات ليثيوم أيون فردية ، وكلها تحتوي على رقائق نحاسية.

رقائق النحاس ED (1)

بلغ الطلب على رقائق النحاس ارتفاعات كبيرة.حقق سوق رقائق النحاس أكثر من 7 مليارات دولار أمريكي في عام 2019 ومن المتوقع أن يحقق أكثر من 8 مليارات دولار أمريكي في عام 2026. ويرجع ذلك إلى التحولات في صناعة السيارات التي تعد بالتحول من محركات الاحتراق الداخلي إلى بطاريات الليثيوم أيون.ومع ذلك ، لن تكون السيارات هي الصناعة الوحيدة المتضررة حيث تستخدم أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات الأخرى أيضًا رقائق النحاس.هذا سيضمن فقط أن السعررقائق النحاسسوف تستمر في الارتفاع في العقد المقبل.

تم تسجيل براءة اختراع بطاريات الليثيوم أيون لأول مرة في عام 1976 ، وسيتم إنتاجها بكميات كبيرة تجاريًا في عام 1991. في السنوات التي تلت ذلك ، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون أكثر شيوعًا وسيتم تحسينها بشكل كبير.نظرًا لاستخدامها في السيارات ، من الآمن أن نقول إنهم سيجدون استخدامات أخرى في عالم يعتمد على الطاقة القابلة للاحتراق لأنها قابلة لإعادة الشحن وأكثر كفاءة.بطاريات الليثيوم أيون هي مستقبل الطاقة ، لكنها لا شيء بدون رقائق النحاس.


الوقت ما بعد: 25 أغسطس - 2022