Batareyaning mis folgasiga kelsak, biz asosan mis folga kelajakdagi rivojlanish yo'nalishi va ishlab chiqarish jarayonini batafsil bayon qilamiz.
Lityum-ion batareyalarda musbat va salbiy faol materiallar ustun bo'laklarini hosil qilish uchun substratga qoplanadi, so'ngra batareya yadrosini hosil qilish uchun o'raladi yoki yig'iladi. Bu erda ishlatiladigan asosiy materiallarga asosan mis folga va alyuminiy folga kiradi. Hozirgi lityum batareyaning katodi alyuminiy folga, salbiy elektrod esa mis folga. Buning sababi shundaki, mis yuqori potentsialga ega bo'lgan musbat elektrodda oson oksidlanadi va alyuminiy folga yuzasi zich qatlamga ega. Oksid qatlami alyuminiyni yuqori potentsiallarda himoya qiladi. Ushbu maqolada asosan salbiy elektrodlar uchun tez-tez ishlatiladigan mis folga haqida gap boradi.
Mis yuqori mexanik kuchga ega va mukammal elektr o'tkazuvchanligiga ega. Uning er qobig'idagi miqdori taxminan 0,01% ni tashkil qiladi. Tabiatda asosan mis rudasi shaklida mavjud. Mis folga turli ishlab chiqarish usullariga ko'ra elektrolitik mis va prokat misga bo'linishi mumkin. Prokat mis ishlab chiqarishda yaxshi egiluvchanlik va yuqori texnik qiyinchilikka ega. Uni tayyorlash juda ko'p jarayonlarni talab qiladi va narxi yuqori. Mahalliy korxonalar kam. Yaxshi ishlab chiqarish uchun bu usuldan foydalanadigan kompaniyalar qatoriga Qo'shma Shtatlardagi Olin Brass, Yaponiyaning Nippon Mining va boshqa kompaniyalar kiradi.
Hozirgi vaqtda batareya xujayrasi zavodlarida ishlatiladigan mis plyonkaning ko'p qismi elektroliz orqali ishlab chiqariladi. 1922 yilda Edison uzluksiz elektrolitik mis folga usulini ixtiro qildi va patent uchun ariza berdi. Unda katod sifatida mis sulfat elektrolitiga va anod sifatida erimaydigan metallga botirilgan doimiy aylanadigan metall rolik ishlatilgan. Ushbu usulning tug'ilishi elektrolitik mis sanoatining boshlanishini belgilab berdi. 1937 yilda Qo'shma Shtatlardagi Anakond mis zavodi Edison patentini ishlab chiqarish amaliyotiga qo'ydi va elektrolitik mis folga muvaffaqiyatli ishlab chiqarildi. Elektrolitik mis folga rivojlanishining butun tarixi davomida u har doim bosilgan elektron platalar tendentsiyasiga amal qilganligini aniqlashimiz mumkin. Lityum-ion batareyalarni iste'molchi elektronikasida keng miqyosda qo'llash bilan elektrolitik mis folga anod sifatida yangi maydonga keltirildi. Oqim kollektorlari yaxshi elektr o'tkazuvchanligi, maydalashga chidamliligi va arzonligi bilan tez sur'atlar bilan targ'ib qilinib, keng miqyosda qo'llanildi. Endi yangi energiya vositalarini, 5G va energiyani saqlashni keng miqyosda targ'ib qilish va qo'llash bilan elektrolitik mis folga talabi yangi portlashni ko'rsatdi.
Xavfsizlik, tsiklning ishlashi va hokazolarni ta'minlashda batareya yadrosining hajmli energiya zichligini maksimal darajada oshirish uchun batareya xujayrasi dizayneri cheklangan batareya yadrosi qobig'iga ko'proq faol materiallarni to'plashi kerak. O'ylaymanki, salbiy oqim kollektori sifatida mis folga kelajakda quyidagi yo'nalishlarda rivojlanishi mumkin:
1. Ultra yupqa mis folga: Bu tendentsiya endi aniq bo'lib, 8um dan 6umgacha, endi esa 4,5umgacha, ba'zi ishlab chiqaruvchilar kichik partiyalarda joriy qilmoqdalar. Ehtimol, 4um dan past bo'lgan mis folga kelajakda ommaviy ishlab chiqarishga ko'tariladi. Bu funktsiya ham aniq, ya'ni batareya yadrosining hajmini va massa energiya zichligini maksimal darajada oshirish, lekin bu mis folga ishlab chiqarish va batareya yadrosining qoplamasini boshqarish uchun yuqori talablarni qo'yadi. Axir, mis folga yupqaroq bo'lsa, qoplama jarayonida chiziqning sinishi xavfi ham yuqori bo'ladi.
2. Teshilgan mis folga: ya'ni kimyoviy korroziya orqali, substratning og'irligini kamaytirish va batareya yadrosining massa energiya zichligini oshirish uchun mis folga yuzasida mikroporlar hosil bo'ladi. Bu gözenek hajmini nazorat qilish va etchant turini optimallashtirish kerak. , biri gözenek diametrining juda katta bo'lishiga yo'l qo'ymaslikdir, bu bir tomonlama qoplamali atalani saqlashni qiyinlashtiradi, ikkinchisi esa qoldiq etchantning aylanish, gaz ishlab chiqarish kabi batareya yadrosining ishlashiga ta'sirini baholashdir. , va boshqalar.
3 Mis folga purkash: Bu plastik substratda ikki tomonlama mis qoplamaga teng. Bu nafaqat oqim kollektorining elektron o'tkazuvchanligi funktsiyasini saqlab qoladi, balki substratning og'irligini kamaytiradi va batareya yadrosining massa energiya zichligini yaxshilaydi. Biroq, ishlab chiqarish jarayonida siz sovuq presslash va yorliqli payvandlash kabi texnologik qiyinchiliklarga duch kelishingiz mumkin.
Yangi energiya vositalarining kirib borish darajasi o'sishda davom etar ekan, mavjud mis folga ishlab chiqarish quvvati tobora kamayib bormoqda va talab va taklif o'rtasida ma'lum bir farq mavjud. Mis folga sanoati kelajakda quvvat akkumulyatorlari uchun bozor talabini qondirish uchun ishlab chiqarishni bosqichma-bosqich kengaytirishi kutilmoqda.
Elektrolitik mis folga tayyorlash asosan uch bosqichga bo'linadi: misni eritish, xom folga va sirtni qayta ishlash. Misni eritish jarayoni mis moddasi va sulfat kislotani mis erituvchi idishda aralashtirish va mis sulfat eritmasini hosil qilish uchun reaksiyaga kirishishdan iborat. Kimyoviy reaksiya formulasi quyidagicha:
Cu% 2bO2→CuO
CuO% 2bH2SO4→CuSO4+H2O
Misni eritish jarayonida, mis folga yuzasida keyingi bo'yashni oldini olish, notekis dog'lar paydo bo'lishiga yo'l qo'ymaslik uchun atrof-muhitdagi chang va xom ashyo suyuqligidagi begona moddalarni nazorat qilishga e'tibor qaratish lozim. Bu holat qoplama paytida matritsa boshiga tushib qolishi mumkin, bu esa chiziqning sinishiga olib keladi. Shuning uchun, eritmadagi aralashmalarni to'liq filtrlash uchun ushbu bosqichda filtrlash bosqichi qo'shilishi kerak.
Elektrolit sifatida misni eritish jarayonida olingan CuSO4 eritmasi, katod sifatida katta diametrli titanium rulosi va anod sifatida yoy shaklidagi qo'rg'oshin qotishma plitasi ishlatiladi. Elektrokimyoviy jarayon parametrlarini nazorat qilish orqali eritmadagi mis ionlari doimiy mis qatlamini hosil qilish uchun katodda cho'kadi. Katodli rolikning uzluksiz aylanishi orqali, cho'ktirilgan mis folga xom folga olish uchun doimiy ravishda rulonlarga tozalanadi.
