Պղնձե փայլաթիթեղի հիմունքները լիթիումի իոնային մարտկոցներում

Մոլորակի ամենակարևոր մետաղներից մեկը պղինձն է: Առանց դրա, մենք չենք կարող անել այն, ինչ մենք համարում ենք սովորական, օրինակ՝ լույսերը միացնելը կամ հեռուստացույց դիտելը: Պղինձն այն զարկերակներն են, որոնք ստիպում են համակարգիչների աշխատանքը: Առանց պղնձի մենք մեքենաներով չէինք կարողանա ճանապարհորդել։ Հեռահաղորդակցությունը կդադարի մեռել: Իսկ լիթիում-իոնային մարտկոցներն առանց դրա ընդհանրապես չէին աշխատի:

Լիթիում-իոնային մարտկոցներում էլեկտրական լիցք ստեղծելու համար օգտագործվում են մետաղներ, ինչպիսիք են պղինձը և ալյումինը: Յուրաքանչյուր լիթիում-իոնային մարտկոց ունի գրաֆիտի անոդ, մետաղի օքսիդի կաթոդ և օգտագործում է էլեկտրոլիտներ, որոնք պաշտպանված են բաժանարարով: Մարտկոցի լիցքավորումը հանգեցնում է նրան, որ լիթիումի իոնները հոսում են էլեկտրոլիտների միջով և հավաքվում գրաֆիտի անոդում՝ կապի միջոցով ուղարկվող էլեկտրոնների հետ միասին: Մարտկոցն անջատելը իոնները ետ է ուղարկում այնտեղ, որտեղ նրանք եկել են, և էլեկտրոններին ստիպում են անցնել շղթայի միջով՝ ստեղծելով էլեկտրականություն: Մարտկոցը կսպառվի, երբ բոլոր լիթիումի իոնները և էլեկտրոնները վերադառնան կաթոդ:

Այսպիսով, ի՞նչ դեր է խաղում պղինձը լիթիում-իոնային մարտկոցների հետ: Անոդը ստեղծելիս գրաֆիտը միաձուլվում է պղնձի հետ: Պղինձը դիմացկուն է օքսիդացմանը, որը քիմիական գործընթաց է, երբ մի տարրի էլեկտրոնները կորչում են մեկ այլ տարրի մեջ: Սա առաջացնում է կոռոզիա: Օքսիդացումը տեղի է ունենում, երբ քիմիական նյութը և թթվածինը փոխազդում են տարրի հետ, օրինակ, թե ինչպես է երկաթը ջրի և թթվածնի հետ շփվելով ժանգ առաջացնում: Պղնձը, ըստ էության, պաշտպանված է կոռոզիայից:

Պղնձե փայլաթիթեղԱյն հիմնականում օգտագործվում է լիթիում-իոնային մարտկոցներում, քանի որ դրա չափսերի հետ կապված սահմանափակումներ չկան: Դուք կարող եք այն ունենալ այնքան ժամանակ, որքան ցանկանում եք և այնքան բարակ, որքան ցանկանում եք: Պղինձն իր բնույթով հզոր հոսանքի կոլեկցիոներ է, բայց այն նաև թույլ է տալիս մեծ և հավասարաչափ ցրել հոսանքները:

Պղնձե փայլաթիթեղի երկու տեսակ կա՝ գլանվածք և էլեկտրոլիտ: You're հիմնական ուղղում պղնձե փայլաթիթեղը օգտագործվում է ցանկացած արհեստի և դիզայնի համար: Այն ստեղծվում է ջերմություն ներմուծելու գործընթացի միջոցով՝ այն գրտնակներով սեղմելով: Էլեկտրոլիտիկ պղնձե փայլաթիթեղի ստեղծումը մի փոքր ավելի ներգրավված է տեխնոլոգիայի մեջ օգտագործելու համար: Այն սկսվում է բարձրորակ պղինձը թթվի մեջ լուծելով։ Սա ստեղծում է պղնձի էլեկտրոլիտ, որը կարող է ավելացվել պղնձին էլեկտրոլիտային ծածկույթ կոչվող գործընթացի միջոցով: Այս գործընթացում էլեկտրաէներգիան օգտագործվում է պղնձի էլեկտրոլիտը պղնձե փայլաթիթեղի մեջ էլեկտրական լիցքավորված պտտվող թմբուկների մեջ ավելացնելու համար:

Պղնձե փայլաթիթեղը զերծ չէ իր թերություններից: Պղնձե փայլաթիթեղը կարող է շեղվել: Եթե ​​դա տեղի ունենա, ապա էներգիայի հավաքագրումը և ցրումը կարող են մեծապես ազդել: Ավելին, պղնձի փայլաթիթեղի վրա կարող են ազդել արտաքին աղբյուրները, ինչպիսիք են էլեկտրամագնիսական ազդանշանները, միկրոալիքային էներգիան և ծայրահեղ ջերմությունը: Այս գործոնները կարող են դանդաղեցնել կամ նույնիսկ ոչնչացնել պղնձե փայլաթիթեղի ճիշտ աշխատելու ունակությունը: Ալկալիները և այլ թթուները կարող են կոռոզիայի ենթարկել պղնձե փայլաթիթեղի արդյունավետությունը: Ահա թե ինչու այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսիք ենCIVENՄետաղները ստեղծում են պղնձե փայլաթիթեղի արտադրանքի լայն տեսականի:

Նրանք ունեն պաշտպանված պղնձե փայլաթիթեղ, որը պայքարում է ջերմության և միջամտության այլ ձևերի դեմ: Նրանք պատրաստում են պղնձե փայլաթիթեղներ հատուկ արտադրանքների համար, ինչպիսիք են տպագիր տպատախտակները (PCB) և ճկուն տպատախտակները (FCB): Բնականաբար նրանք պղնձե փայլաթիթեղ են պատրաստում լիթիում-իոնային մարտկոցների համար։

Լիթիում-իոնային մարտկոցները դառնում են ավելի նորմ, հատկապես ավտոմեքենաների դեպքում, քանի որ դրանք սնուցում են Tesla-ի արտադրած ինդուկցիոն շարժիչները: Ինդուկցիոն շարժիչներն ունեն ավելի քիչ շարժվող մասեր և ավելի լավ կատարում: Ինդուկցիոն շարժիչները համարվում էին անհասանելի՝ հաշվի առնելով էներգիայի պահանջները, որոնք այդ պահին հասանելի չէին: Tesla-ն կարողացավ դա իրականացնել իրենց լիթիում-իոնային մարտկոցների բջիջներով: Յուրաքանչյուր բջիջ բաղկացած է առանձին լիթիում-իոնային մարտկոցներից, որոնք բոլորն ունեն պղնձե փայլաթիթեղ:

Պղնձե փայլաթիթեղի պահանջարկը զգալի բարձրության է հասել։ 2019 թվականին պղնձի փայլաթիթեղի ամերիկյան շուկան կազմել է ավելի քան 7 միլիարդ դոլար, իսկ 2026 թվականին այն կկազմի ավելի քան 8 միլիարդ դոլար: Դա պայմանավորված է ավտոմոբիլային արդյունաբերության փոփոխություններով, որոնք խոստանում են ներքին այրման շարժիչներից անցնել լիթիում-իոնային մարտկոցների: Այնուամենայնիվ, ավտոմոբիլները չեն լինի միակ արդյունաբերությունը, որը կազդի, քանի որ համակարգիչները և այլ էլեկտրոնիկաները նույնպես օգտագործում են պղնձե փայլաթիթեղ: Սա միայն կապահովի, որ գինը համարպղնձե փայլաթիթեղկշարունակի աճել առաջիկա տասնամյակում:

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն առաջին անգամ արտոնագրվել են 1976թ.-ին, և դրանք կոմերցիոն մասսայականորեն արտադրվելու են 1991թ.-ին: Հետագա տարիներին լիթիում-իոնային մարտկոցները կդառնան ավելի տարածված և զգալիորեն կբարելավվեն: Հաշվի առնելով դրանց օգտագործումը մեքենաներում, կարելի է վստահորեն ասել, որ դրանք այլ կիրառումներ կգտնեն այրվող էներգիայից կախված աշխարհում, քանի որ դրանք վերալիցքավորվող են և ավելի արդյունավետ: Լիթիում-իոնային մարտկոցները էներգիայի ապագան են, բայց դրանք ոչինչ են առանց պղնձե փայլաթիթեղի: