லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளில் செப்பு படலத்தின் அடிப்படைகள்

கிரகத்தின் மிக முக்கியமான உலோகங்களில் ஒன்று தாமிரம். இது இல்லாமல், விளக்குகளை இயக்குவது அல்லது டிவி பார்ப்பது போன்ற நாம் எடுக்கும் விஷயங்களை நாம் செய்ய முடியவில்லை. காப்பர் என்பது கணினிகளைச் செயல்படுத்தும் தமனிகள். தாமிரம் இல்லாமல் கார்களில் பயணிக்க முடியாது. தொலைத்தொடர்பு இறந்ததை நிறுத்தும். லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் அது இல்லாமல் வேலை செய்யாது.

லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் மின் கட்டணத்தை உருவாக்க தாமிரம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற உலோகங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒவ்வொரு லித்தியம் அயன் பேட்டரியிலும் ஒரு கிராஃபைட் அனோட், மெட்டல் ஆக்சைடு கேத்தோடு உள்ளது, மேலும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இது ஒரு பிரிப்பான் மூலம் பாதுகாக்கப்படுகிறது. பேட்டரியை சார்ஜ் செய்வது லித்தியம் அயனிகள் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் வழியாக பாய்கிறது மற்றும் இணைப்பு மூலம் அனுப்பப்பட்ட எலக்ட்ரான்களுடன் கிராஃபைட் அனோடில் சேகரிக்கப்படுகிறது. பேட்டரியை அவிழ்ப்பது அயனிகளை அவர்கள் வந்த இடத்திற்கு திருப்பி அனுப்புகிறது மற்றும் மின்சாரத்தை உருவாக்கும் சுற்று வழியாக எலக்ட்ரான்களை கட்டாயப்படுத்துகிறது. அனைத்து லித்தியம் அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் கேத்தோடிற்கு திரும்பியவுடன் பேட்டரி குறையும்.

எனவே, லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளுடன் காப்பர் எந்தப் பகுதியை விளையாடுகிறது? அனோடை உருவாக்கும் போது கிராஃபைட் தாமிரத்துடன் இணைக்கப்படுகிறது. தாமிரம் ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கிறது, இது ஒரு ரசாயன செயல்முறையாகும், அங்கு ஒரு உறுப்பின் எலக்ட்ரான்கள் மற்றொரு உறுப்புக்கு இழக்கப்படுகின்றன. இது அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. ஒரு வேதியியல் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் ஒரு உறுப்புடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது ஆக்ஸிஜனேற்றம் நிகழ்கிறது, நீர் மற்றும் ஆக்ஸிஜனுடன் தொடர்பு கொள்ளும் இரும்பு எவ்வாறு துருவை உருவாக்குகிறது. தாமிரம் அடிப்படையில் அரிப்புக்கு நோய் எதிர்ப்பு சக்தி கொண்டது.

செப்பு படலம்முதன்மையாக லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் அளவுடன் எந்த கட்டுப்பாடுகளும் இல்லை. நீங்கள் விரும்பும் வரை மற்றும் நீங்கள் விரும்பும் அளவுக்கு மெல்லியதாக இருக்க முடியும். தாமிரம் அதன் இயல்பால் ஒரு சக்திவாய்ந்த தற்போதைய சேகரிப்பாளராகும், ஆனால் இது மின்னோட்டத்தின் சிறந்த மற்றும் சமமான சிதறலை அனுமதிக்கிறது.

செப்பு படலம் இரண்டு வகைகள் உள்ளன: உருட்டப்பட்ட மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு. ஒவ்வொரு கைவினைப்பொருட்களுக்கும் வடிவமைப்புகளுக்கும் நீங்கள் அடிப்படை உருட்டப்பட்ட செப்பு படலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உருட்டல் ஊசிகளால் அழுத்தும் போது வெப்பத்தை அறிமுகப்படுத்தும் செயல்முறையின் மூலம் இது உருவாக்கப்படுகிறது. மின்னாற்பகுப்பு செப்பு படலத்தை உருவாக்குவது என்னவென்றால், தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பது சற்று அதிக ஈடுபாடு கொண்டது. இது உயர்தர தாமிரத்தை அமிலத்தில் கரைப்பதன் மூலம் தொடங்குகிறது. இது ஒரு செப்பு எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்குகிறது, இது எலக்ட்ரோலைடிக் முலாம் எனப்படும் ஒரு செயல்முறையின் மூலம் தாமிரத்தில் சேர்க்கப்படலாம். இந்த செயல்பாட்டில், மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சுழலும் டிரம்ஸில் செப்பு படலத்திற்கு செப்பு எலக்ட்ரோலைட்டைச் சேர்க்க மின்சாரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

செப்பு படலம் அதன் குறைபாடுகள் இல்லாமல் இல்லை. செப்பு படலம் போரிடலாம். அது நடந்தால், ஆற்றல் சேகரிப்பு மற்றும் சிதறல் பெரிதும் பாதிக்கப்படலாம். மேலும் என்னவென்றால், மின்காந்த சமிக்ஞைகள், மைக்ரோவேவ் ஆற்றல் மற்றும் தீவிர வெப்பம் போன்ற வெளிப்புற மூலங்களால் செப்பு படலம் பாதிக்கப்படலாம். இந்த காரணிகள் செப்பு படலத்தின் சரியாக வேலை செய்யும் திறனை மெதுவாக்கலாம் அல்லது அழிக்கக்கூடும். ஆல்காலிஸ் மற்றும் பிற அமிலங்கள் செப்பு படலத்தின் செயல்திறனை அழிக்கக்கூடும். இதனால்தான் போன்ற நிறுவனங்கள்செவன்உலோகங்கள் பலவிதமான செப்பு படலம் தயாரிப்புகளை உருவாக்குகின்றன.

வெப்பம் மற்றும் பிற வகையான குறுக்கீட்டிற்கு எதிராக போராடும் செப்பு படலத்தை அவர்கள் பாதுகாத்துள்ளனர். அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டுகள் (பிசிபிக்கள்) மற்றும் நெகிழ்வான சர்க்யூட் போர்டுகள் (எஃப்.சி.பி) போன்ற குறிப்பிட்ட தயாரிப்புகளுக்கு அவை செப்பு படலம் தயாரிக்கின்றன. இயற்கையாகவே அவை லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளுக்கு செப்பு படலம் தயாரிக்கின்றன.

லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் வழக்கமாக மாறி வருகின்றன, குறிப்பாக ஆட்டோமொபைல்கள் டெஸ்லா உருவாக்கும் சக்தி தூண்டல் மோட்டார்கள். தூண்டல் மோட்டார்கள் குறைவான நகரும் பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன. தூண்டல் மோட்டார்கள் அந்த நேரத்தில் கிடைக்காத மின் தேவைகள் பொருத்தமற்றதாகக் கருதப்பட்டன. டெஸ்லா அவர்களின் லித்தியம் அயன் பேட்டரி செல்கள் மூலம் இதைச் செய்ய முடிந்தது. ஒவ்வொரு கலமும் தனிப்பட்ட லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளால் ஆனது, இவை அனைத்தும் செப்பு படலம் கொண்டவை.

செப்பு படலத்திற்கான தேவை கணிசமாக உயரத்தை எட்டியுள்ளது. காப்பர் படலம் சந்தை 2019 ஆம் ஆண்டில் 7 பில்லியன் டாலர்களுக்கு மேல் அமெரிக்கன் சம்பாதித்தது, இது 2026 ஆம் ஆண்டில் 8 பில்லியன் டாலர்களுக்கு மேல் அமெரிக்கன் சம்பாதிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இது வாகனத் தொழிலில் மாற்றங்கள் காரணமாகும், இது உள் எரிப்பு இயந்திரங்களிலிருந்து லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளுக்கு மாறுவதாக உறுதியளிக்கிறது. இருப்பினும், கணினிகள் மற்றும் பிற எலக்ட்ரானிக்ஸ் செப்பு படலத்தைப் பயன்படுத்துவதால் ஆட்டோமொபைல்கள் மட்டுமே பாதிக்கப்படாது. இது விலை என்பதை மட்டுமே உறுதி செய்யும்செப்பு படலம்வரவிருக்கும் தசாப்தத்தில் தொடர்ந்து உயரும்.

லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் முதன்முதலில் 1976 இல் காப்புரிமை பெற்றன, அவை 1991 இல் வணிக ரீதியாக வெகுஜனமாக இருக்கும். அடுத்த ஆண்டுகளில், லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் மிகவும் பிரபலமாகிவிடும், மேலும் அவை கணிசமாக மேம்படுத்தப்படும். ஆட்டோமொபைல்களில் அவற்றின் பயன்பாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு, ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடியதாகவும், திறமையாகவும் இருப்பதால், எரியக்கூடிய ஆற்றல் சார்ந்த உலகில் மற்ற பயன்பாடுகளை அவர்கள் கண்டுபிடிப்பார்கள் என்று சொல்வது பாதுகாப்பானது. லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் ஆற்றலின் எதிர்காலம், ஆனால் அவை செப்பு படலம் இல்லாமல் ஒன்றுமில்லை.