En av de viktigaste metallerna på planeten är koppar. Utan den kan vi inte göra de saker vi tar för givna, som att tända lampor eller titta på TV. Koppar är artärerna som gör att datorer fungerar. Vi skulle inte kunna resa i bilar utan koppar. Telekommunikationer skulle stanna helt. Och litiumjonbatterier skulle inte fungera alls utan den.
Litiumjonbatterier använder metaller som koppar och aluminium för att skapa en elektrisk laddning. Varje litiumjonbatteri har en grafitanod, en metalloxidkatod och använder elektrolyter som skyddas av en separator. Laddning av batteriet får litiumjoner att flöda genom elektrolyterna och samlas vid grafitanoden tillsammans med elektroner som skickas genom anslutningen. Att koppla ur batteriet skickar jonerna tillbaka dit de kom och tvingar elektronerna att gå genom kretsen och skapar elektricitet. Batteriet kommer att vara urladdat när alla litiumjoner och elektroner återvänder till katoden.
Så, vilken roll spelar koppar i litiumjonbatterier? Grafit smälts samman med koppar när anoden skapas. Koppar är resistent mot oxidation, vilket är en kemisk process där elektroner från ett grundämne går förlorade till ett annat grundämne. Detta orsakar korrosion. Oxidation sker när en kemikalie och syre interagerar med ett grundämne, på samma sätt som när järn kommer i kontakt med vatten och syre skapar rost. Koppar är i huvudsak immun mot korrosion.
Kopparfolieanvänds främst i litiumjonbatterier eftersom det inte finns några begränsningar vad gäller storleken. Du kan ha den så lång du vill och så tunn du vill. Koppar är till sin natur en kraftfull strömsamlare, men den möjliggör också stor och jämn strömfördelning.
Det finns två typer av kopparfolie: valsad och elektrolytisk. Den vanliga valsade kopparfolien används för alla hantverk och design. Den skapas genom en process där värme introduceras samtidigt som den pressas ner med kavel. Att skapa elektrolytisk kopparfolie är något som kan användas inom tekniken, vilket är lite mer komplicerat. Det börjar med att man löser upp högkvalitativ koppar i syra. Detta skapar en kopparelektrolyt som kan tillsättas koppar genom en process som kallas elektrolytisk plätering. I denna process används elektricitet för att tillsätta kopparelektrolyten till kopparfolien i elektriskt laddade roterande trummor.
Kopparfolie är inte utan sina brister. Kopparfolie kan deformeras. Om det händer kan energiuppsamlingen och spridningen påverkas kraftigt. Dessutom kan kopparfolie påverkas av externa källor som elektromagnetiska signaler, mikrovågsenergi och extrem värme. Dessa faktorer kan sakta ner eller till och med förstöra kopparfoliens förmåga att fungera korrekt. Alkalier och andra syror kan korrodera kopparfoliens effektivitet. Det är därför företag somCIVENMetaller skapar en mängd olika kopparfolieprodukter.
De har skärmad kopparfolie som motverkar värme och andra former av störningar. De tillverkar kopparfolie för specifika produkter som kretskort (PCB) och flexibla kretskort (FCB). Naturligtvis tillverkar de kopparfolie för litiumjonbatterier.
Litiumjonbatterier blir alltmer normen, särskilt i bilar eftersom de driver induktionsmotorer som de Tesla tillverkar. Induktionsmotorer har färre rörliga delar och har bättre prestanda. Induktionsmotorer ansågs vara ouppnåeliga med tanke på effektkrav som inte fanns tillgängliga vid den tiden. Tesla lyckades få detta att hända med sina litiumjonbattericeller. Varje cell består av individuella litiumjonbatterier, som alla har kopparfolie.
Efterfrågan på kopparfolie har nått avsevärda höjder. Marknaden för kopparfolie omsatte över 7 miljarder dollar i USA år 2019 och förväntas omsätta över 8 miljarder dollar i USA år 2026. Detta beror på förändringar inom bilindustrin som lovar att byta från förbränningsmotorer till litiumjonbatterier. Bilar kommer dock inte att vara den enda industrin som påverkas eftersom datorer och annan elektronik också använder kopparfolie. Detta kommer bara att säkerställa att priset för...kopparfoliekommer att fortsätta öka under det kommande decenniet.
Litiumjonbatterier patenterades första gången 1976 och de massproducerades kommersiellt 1991. Under de följande åren blev litiumjonbatterier mer populära och förbättrades avsevärt. Med tanke på deras användning i bilar är det säkert att säga att de kommer att hitta andra användningsområden i en värld som är beroende av brännbar energi eftersom de är laddningsbara och mer effektiva. Litiumjonbatterier är framtidens energi, men de är ingenting utan kopparfolie.
Publiceringstid: 25 augusti 2022