ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളിലെ കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെ അടിസ്ഥാനങ്ങൾ

ഗ്രഹത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ലോഹങ്ങളിലൊന്നാണ് ചെമ്പ്. അതില്ലാതെ, ലൈറ്റ് ഓണാക്കുക, ടിവി കാണുക തുടങ്ങിയ നിസ്സാരകാര്യങ്ങൾ ചെയ്യാൻ നമുക്ക് കഴിയില്ല. കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്ന ധമനിയാണ് ചെമ്പ്. ചെമ്പ് ഇല്ലാതെ നമുക്ക് കാറുകളിൽ യാത്ര ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷനുകൾ ഇല്ലാതാകും. കൂടാതെ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ ഇതില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കില്ല.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ വൈദ്യുത ചാർജ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ചെമ്പ്, അലുമിനിയം തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഓരോ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയിലും ഒരു ഗ്രാഫൈറ്റ് ആനോഡ്, മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് കാഥോഡ് എന്നിവയുണ്ട്, കൂടാതെ ഒരു സെപ്പറേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബാറ്ററി ചാർജുചെയ്യുന്നത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിലൂടെ ലിഥിയം അയോണുകൾ ഒഴുകുകയും കണക്ഷനിലൂടെ അയച്ച ഇലക്ട്രോണുകൾക്കൊപ്പം ഗ്രാഫൈറ്റ് ആനോഡിൽ ശേഖരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബാറ്ററി അൺപ്ലഗ് ചെയ്യുന്നത് അയോണുകളെ അവ വന്നിടത്തേക്ക് തിരികെ അയയ്ക്കുകയും ഇലക്ട്രോണുകളെ വൈദ്യുതി സൃഷ്ടിക്കുന്ന സർക്യൂട്ടിലൂടെ പോകാൻ നിർബന്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എല്ലാ ലിഥിയം അയോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും കാഥോഡിലേക്ക് മടങ്ങിയെത്തുമ്പോൾ ബാറ്ററി തീർന്നുപോകും.

അതിനാൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുമായി ചെമ്പ് എന്ത് പങ്ക് വഹിക്കുന്നു? ആനോഡ് സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ ഗ്രാഫൈറ്റ് ചെമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ലയിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു മൂലകത്തിൻ്റെ ഇലക്ട്രോണുകൾ മറ്റൊരു മൂലകത്തിലേക്ക് നഷ്ടപ്പെടുന്ന ഒരു രാസപ്രക്രിയയാണ് ചെമ്പ് ഓക്സിഡൈസേഷനെ പ്രതിരോധിക്കുന്നത്. ഇത് നാശത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഒരു രാസവസ്തുവും ഓക്സിജനും ഒരു മൂലകവുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ ഓക്സിഡൈസേഷൻ സംഭവിക്കുന്നു, ജലവുമായും ഓക്സിജനുമായും സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന ഇരുമ്പ് തുരുമ്പ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത് പോലെ. ചെമ്പ് അടിസ്ഥാനപരമായി നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കും.

ചെമ്പ് ഫോയിൽലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ ഇത് പ്രാഥമികമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാരണം അതിൻ്റെ വലുപ്പത്തിൽ നിയന്ത്രണങ്ങളൊന്നുമില്ല. നിങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമുള്ളിടത്തോളം നീളവും നിങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമുള്ളത്ര കനംകുറഞ്ഞതുമാകാം. ചെമ്പ് അതിൻ്റെ സ്വഭാവമനുസരിച്ച് ഒരു ശക്തമായ കറൻ്റ് കളക്ടറാണ്, പക്ഷേ ഇത് വൈദ്യുതധാരയുടെ മികച്ചതും തുല്യവുമായ വ്യാപനത്തിനും അനുവദിക്കുന്നു.

രണ്ട് തരം കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉണ്ട്: ഉരുട്ടിയതും ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക്. നിങ്ങൾ അടിസ്ഥാന റോൾഡ് കോപ്പർ ഫോയിൽ എല്ലാ കരകൗശല വസ്തുക്കൾക്കും ഡിസൈനുകൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്നു. റോളിംഗ് പിന്നുകൾ ഉപയോഗിച്ച് താഴേക്ക് അമർത്തുമ്പോൾ ചൂട് അവതരിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് ഇത് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ കോപ്പർ ഫോയിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്നതാണ്. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ചെമ്പ് ആസിഡിൽ ലയിപ്പിച്ചാണ് ഇത് ആരംഭിക്കുന്നത്. ഇത് ഒരു കോപ്പർ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് പ്ലേറ്റിംഗ് എന്ന പ്രക്രിയയിലൂടെ ചെമ്പിലേക്ക് ചേർക്കാം. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, വൈദ്യുത ചാർജുള്ള കറങ്ങുന്ന ഡ്രമ്മുകളിൽ കോപ്പർ ഫോയിലിലേക്ക് കോപ്പർ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ചേർക്കാൻ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കോപ്പർ ഫോയിൽ അതിൻ്റെ കുറവുകൾ ഇല്ലാതെ അല്ല. കോപ്പർ ഫോയിൽ വളച്ചൊടിക്കാൻ കഴിയും. അങ്ങനെ സംഭവിച്ചാൽ ഊർജ ശേഖരണത്തെയും വ്യാപനത്തെയും സാരമായി ബാധിക്കും. എന്തിനധികം, വൈദ്യുതകാന്തിക സിഗ്നലുകൾ, മൈക്രോവേവ് എനർജി, കടുത്ത ചൂട് തുടങ്ങിയ ബാഹ്യ സ്രോതസ്സുകൾ ചെമ്പ് ഫോയിലിനെ ബാധിക്കും. ഈ ഘടകങ്ങൾക്ക് ചെമ്പ് ഫോയിലിൻ്റെ ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കാനുള്ള കഴിവ് മന്ദഗതിയിലാക്കാനോ നശിപ്പിക്കാനോ കഴിയും. ആൽക്കലിസും മറ്റ് ആസിഡുകളും ചെമ്പ് ഫോയിലിൻ്റെ ഫലപ്രാപ്തിയെ നശിപ്പിക്കും. അതുകൊണ്ടാണ് ഇത്തരം കമ്പനികൾസിവൻലോഹങ്ങൾ വൈവിധ്യമാർന്ന ചെമ്പ് ഫോയിൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ചൂടിനും മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഇടപെടലുകൾക്കുമെതിരെ പോരാടുന്ന ചെമ്പ് ഫോയിൽ അവർക്ക് കവചമുണ്ട്. പ്രിൻ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളും (പിസിബി) ഫ്ലെക്സിബിൾ സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളും (എഫ്‌സിബി) പോലുള്ള പ്രത്യേക ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്കായി അവർ ചെമ്പ് ഫോയിൽ നിർമ്മിക്കുന്നു. സ്വാഭാവികമായും അവർ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കായി കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ കൂടുതൽ സാധാരണമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, പ്രത്യേകിച്ചും ടെസ്‌ല ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത് പോലെയുള്ള ഇൻഡക്ഷൻ മോട്ടോറുകൾക്ക് കരുത്ത് പകരുന്നതിനാൽ വാഹനങ്ങളിൽ. ഇൻഡക്ഷൻ മോട്ടോറുകൾക്ക് ചലിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങൾ കുറവാണ്, മികച്ച പ്രകടനവുമുണ്ട്. അക്കാലത്ത് ലഭ്യമല്ലാത്ത പവർ ആവശ്യകതകൾ കണക്കിലെടുത്ത് ഇൻഡക്ഷൻ മോട്ടോറുകൾ ലഭ്യമല്ലാത്തതായി കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. അവരുടെ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് സാധ്യമാക്കാൻ ടെസ്‌ലയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞു. ഓരോ സെല്ലും ഓരോ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അവയിലെല്ലാം കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉണ്ട്.

ചെമ്പ് ഫോയിലിൻ്റെ ആവശ്യം ഗണ്യമായി ഉയർന്നു. കോപ്പർ ഫോയിൽ വിപണി 2019-ൽ 7 ബില്യൺ ഡോളറിലധികം നേടി, 2026-ൽ ഇത് 8 ബില്യൺ ഡോളറിലധികം സമ്പാദിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിനുകളിൽ നിന്ന് ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളിലേക്ക് മാറുമെന്ന് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായത്തിലെ മാറ്റങ്ങളാണ് ഇതിന് കാരണം. എന്നിരുന്നാലും, കമ്പ്യൂട്ടറുകളും മറ്റ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളും കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ ഓട്ടോമൊബൈൽ വ്യവസായത്തെ മാത്രം ബാധിക്കില്ല. ഇതിൻറെ വില ഉറപ്പാക്കുകയേ ഉള്ളൂചെമ്പ് ഫോയിൽവരും ദശകത്തിലും ഉയരും.

1976-ൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ആദ്യമായി പേറ്റൻ്റ് ലഭിച്ചു, 1991-ൽ അവ വാണിജ്യപരമായി വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടും. തുടർന്നുള്ള വർഷങ്ങളിൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ കൂടുതൽ ജനപ്രിയമാവുകയും ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. ഓട്ടോമൊബൈലുകളിലെ അവരുടെ ഉപയോഗം കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അവ റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്നതും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവുമായതിനാൽ ജ്വലന ഊർജ്ജത്തെ ആശ്രയിക്കുന്ന ലോകത്ത് മറ്റ് ഉപയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുമെന്ന് സുരക്ഷിതമാണ്. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഭാവിയാണ്, പക്ഷേ അവ ചെമ്പ് ഫോയിൽ ഇല്ലാതെ ഒന്നുമല്ല.