லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளில் செப்புப் படலத்தின் அடிப்படைகள்

கிரகத்தின் மிக முக்கியமான உலோகங்களில் ஒன்று தாமிரம். அது இல்லாமல், விளக்குகளை இயக்குவது அல்லது டிவி பார்ப்பது போன்ற நாம் சாதாரணமாக நினைக்கும் விஷயங்களைச் செய்ய முடியாது. தாமிரம் என்பது கணினிகளை செயல்பட வைக்கும் தமனிகள். தாமிரம் இல்லாமல் நாம் கார்களில் பயணிக்க முடியாது. தொலைத்தொடர்பு செயலிழந்துவிடும். மேலும் 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, உலோக ஆக்சைடு கேத்தோடு உள்ளது, மேலும் ஒரு பிரிப்பானால் பாதுகாக்கப்படும் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பேட்டரியை சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் லித்தியம் அயனிகள் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் வழியாகப் பாய்ந்து இணைப்பு வழியாக அனுப்பப்படும் எலக்ட்ரான்களுடன் கிராஃபைட் அனோடில் சேகரிக்கப்படுகின்றன. பேட்டரியை அவிழ்ப்பது அயனிகளை அவை வந்த இடத்திற்குத் திருப்பி அனுப்புகிறது மற்றும் எலக்ட்ரான்களை மின்சாரத்தை உருவாக்கும் சுற்று வழியாகச் செல்ல கட்டாயப்படுத்துகிறது. அனைத்து லித்தியம் அயனிகளும் எலக்ட்ரான்களும் கேத்தோடுக்குத் திரும்பியதும் பேட்டரி தீர்ந்துவிடும்.

எனவே, லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் தாமிரம் என்ன பங்கு வகிக்கிறது? அனோடை உருவாக்கும் போது கிராஃபைட் தாமிரத்துடன் இணைக்கப்படுகிறது. தாமிரம் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை எதிர்க்கும், இது ஒரு தனிமத்தின் எலக்ட்ரான்கள் மற்றொரு தனிமத்திற்கு இழக்கப்படும் ஒரு வேதியியல் செயல்முறையாகும். இது அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. ஒரு வேதியியல் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் ஒரு தனிமத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது ஆக்ஸிஜனேற்றம் நிகழ்கிறது, இரும்பு நீர் மற்றும் ஆக்ஸிஜனுடன் தொடர்பு கொள்வது துருவை உருவாக்குவது போல. தாமிரம் அடிப்படையில் அரிப்பிலிருந்து நோய் எதிர்ப்பு சக்தி கொண்டது.

செப்புப் படலம்லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் முதன்மையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் அளவிற்கு எந்த கட்டுப்பாடுகளும் இல்லை. நீங்கள் விரும்பும் அளவுக்கு நீளமாகவும், விரும்பும் அளவுக்கு மெல்லியதாகவும் இதை வைத்திருக்கலாம். தாமிரம் அதன் இயல்பிலேயே ஒரு சக்திவாய்ந்த மின்னோட்ட சேகரிப்பான், ஆனால் இது மின்னோட்டத்தின் பெரிய மற்றும் சமமான சிதறலையும் அனுமதிக்கிறது.

இரண்டு வகையான செப்புப் படலம் உள்ளன: உருட்டப்பட்டது மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு. அடிப்படை உருட்டப்பட்டது அனைத்து கைவினைப்பொருட்கள் மற்றும் வடிவமைப்புகளுக்கும் செப்புப் படலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உருட்டல் ஊசிகளால் அழுத்தும் போது வெப்பத்தை அறிமுகப்படுத்தும் செயல்முறை மூலம் இது உருவாக்கப்படுகிறது. மின்னாற்பகுப்பு செப்புப் படலத்தை உருவாக்குவது என்பது தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தக்கூடியது, இது சற்று அதிக ஈடுபாடு கொண்டது. இது உயர்தர தாமிரத்தை அமிலத்தில் கரைப்பதன் மூலம் தொடங்குகிறது. இது மின்னாற்பகுப்பு முலாம் எனப்படும் ஒரு செயல்முறை மூலம் தாமிரத்தில் சேர்க்கக்கூடிய ஒரு செப்பு எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்குகிறது. இந்தச் செயல்பாட்டில், மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சுழலும் டிரம்களில் செப்பு எலக்ட்ரோலைட்டை செப்புப் படலத்தில் சேர்க்க மின்சாரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

செப்புப் படலத்தில் குறைபாடுகள் இல்லாமல் இல்லை. செப்புப் படலம் சிதைந்து போகலாம். அப்படி நடந்தால் ஆற்றல் சேகரிப்பு மற்றும் சிதறல் பெரிதும் பாதிக்கப்படலாம். மேலும், மின்காந்த சமிக்ஞைகள், நுண்ணலை ஆற்றல் மற்றும் தீவிர வெப்பம் போன்ற வெளிப்புற மூலங்களால் செப்புப் படலம் பாதிக்கப்படலாம். இந்தக் காரணிகள் செப்புப் படலம் சரியாக வேலை செய்யும் திறனை மெதுவாக்கலாம் அல்லது அழிக்கலாம். காரங்கள் மற்றும் பிற அமிலங்கள் செப்புப் படலத்தின் செயல்திறனை அரிக்கக்கூடும். அதனால்தான் போன்ற நிறுவனங்கள்சிவன்உலோகங்கள் பல்வேறு வகையான செப்புப் படலப் பொருட்களை உருவாக்குகின்றன.

அவர்கள் வெப்பம் மற்றும் பிற வகையான குறுக்கீடுகளுக்கு எதிராகப் போராடும் கவச செப்புப் படலத்தைக் கொண்டுள்ளனர். அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டுகள் (PCBs) மற்றும் நெகிழ்வான சர்க்யூட் போர்டுகள் (FCBs) போன்ற குறிப்பிட்ட தயாரிப்புகளுக்கு அவர்கள் செப்புப் படலத்தை உருவாக்குகிறார்கள். இயற்கையாகவே அவர்கள் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு செப்புப் படலத்தை உருவாக்குகிறார்கள்.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள், குறிப்பாக ஆட்டோமொபைல்களில், டெஸ்லா உற்பத்தி செய்யும் இண்டக்ஷன் மோட்டார்களுக்கு சக்தி அளிப்பதால், மிகவும் வழக்கமாகி வருகின்றன. இண்டக்ஷன் மோட்டார்கள் குறைவான நகரும் பாகங்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன. அந்த நேரத்தில் கிடைக்காத மின் தேவைகள் காரணமாக இண்டக்ஷன் மோட்டார்கள் கிடைக்காது என்று கருதப்பட்டது. டெஸ்லா தனது லித்தியம்-அயன் பேட்டரி செல்களைப் பயன்படுத்தி இதைச் செய்ய முடிந்தது. ஒவ்வொரு கலமும் தனித்தனி லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளால் ஆனது, இவை அனைத்தும் செப்புத் தகடு கொண்டவை.

செப்பு படலத்திற்கான தேவை கணிசமான உச்சத்தை எட்டியுள்ளது. செப்பு படல சந்தை 2019 ஆம் ஆண்டில் 7 பில்லியன் டாலர்களுக்கு மேல் அமெரிக்க லாபத்தை ஈட்டியது, மேலும் இது 2026 ஆம் ஆண்டில் 8 பில்லியன் டாலர்களுக்கு மேல் அமெரிக்க லாபத்தை ஈட்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. உள் எரிப்பு இயந்திரங்களிலிருந்து லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு மாறுவதாக உறுதியளிக்கும் வாகனத் துறையில் ஏற்பட்ட மாற்றங்களே இதற்குக் காரணம். இருப்பினும், கணினிகள் மற்றும் பிற மின்னணு சாதனங்களும் செப்பு படலத்தைப் பயன்படுத்துவதால் ஆட்டோமொபைல்கள் மட்டுமே பாதிக்கப்படாது. இது விலையை உறுதி செய்யும்செப்புப் படலம்வரும் பத்தாண்டுகளில் தொடர்ந்து உயரும்.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் முதன்முதலில் 1976 இல் காப்புரிமை பெற்றன, மேலும் அவை 1991 இல் வணிக ரீதியாக பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்பட்டன. அடுத்தடுத்த ஆண்டுகளில், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் மிகவும் பிரபலமடைந்தன, மேலும் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டன. ஆட்டோமொபைல்களில் அவற்றின் பயன்பாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு, அவை ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடியவை மற்றும் மிகவும் திறமையானவை என்பதால், எரியக்கூடிய ஆற்றல் சார்ந்த உலகில் அவை பிற பயன்பாடுகளைக் கண்டுபிடிக்கும் என்று சொல்வது பாதுகாப்பானது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் ஆற்றலின் எதிர்காலம், ஆனால் செப்புத் தகடு இல்லாமல் அவை ஒன்றுமில்லை.