በሊቲየም አዮን ባትሪዎች ውስጥ የመዳብ ፎይል መሰረታዊ ነገሮች

በፕላኔቷ ላይ ካሉት በጣም አስፈላጊ ብረቶች አንዱ መዳብ ነው። ያለሱ፣ እንደ መብራት ማብራት ወይም ቴሌቪዥን መመልከት ያሉ እንደ ቀላል የምንቆጥራቸውን ነገሮች ማድረግ አንችልም። መዳብ ኮምፒውተሮች እንዲሰሩ የሚያደርጉ የደም ቧንቧዎች ናቸው። መዳብ በሌለበት መኪና መጓዝ አንችልም ነበር። ቴሌኮሙኒኬሽን መሞት ያቆማል። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ደግሞ ያለሱ ጨርሶ አይሰሩም ነበር።

የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የኤሌክትሪክ ኃይል ለመሙላት እንደ መዳብ እና አልሙኒየም ያሉ ብረቶችን ይጠቀማሉ። እያንዳንዱ የሊቲየም-አዮን ባትሪ የግራፋይት አኖድ፣ የብረት ኦክሳይድ ካቶድ ያለው ሲሆን በመለየት የተጠበቁ ኤሌክትሮላይቶችን ይጠቀማል። ባትሪውን መሙላት የሊቲየም አየኖች በኤሌክትሮላይቶች ውስጥ እንዲፈስሱ እና በግራፋይት አኖድ ላይ ከግንኙነቱ ጋር ከሚላኩ ኤሌክትሮኖች ጋር እንዲሰበሰቡ ያደርጋል። ባትሪውን ማቋረጥ አየኖቹ ወደመጡበት ቦታ እንዲመለሱ ያደርጋል እና ኤሌክትሮኖቹ ኤሌክትሪክ እንዲፈጥሩ ያስገድዳቸዋል። ሁሉም የሊቲየም አየኖች እና ኤሌክትሮኖች ወደ ካቶድ ሲመለሱ ባትሪው ይሟሟል።

ስለዚህ፣ መዳብ ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ጋር ምን ሚና ይጫወታል? አኖዱን ሲፈጥር ግራፋይት ከመዳብ ጋር ይዋሃዳል። መዳብ ለኦክሳይድ መቋቋም የሚችል ሲሆን ይህም የአንድ ንጥረ ነገር ኤሌክትሮኖች ወደ ሌላ ንጥረ ነገር የሚጠፉበት የኬሚካል ሂደት ነው። ይህ ዝገት ያስከትላል። ኦክሳይድ የሚከሰተው አንድ ኬሚካል እና ኦክስጅን ከአንድ ንጥረ ነገር ጋር ሲገናኙ ነው፣ ለምሳሌ ብረት ከውሃ እና ከኦክስጅን ጋር ሲገናኝ ዝገት እንደሚፈጥር። መዳብ በመሠረቱ ከዝገት የመከላከል አቅም አለው።

የመዳብ ፎይልበመጠን ረገድ ምንም አይነት ገደብ ስለሌለ በዋናነት በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። እስከፈለጉት ድረስ እና የፈለጉትን ያህል ቀጭን አድርገው መያዝ ይችላሉ። መዳብ በተፈጥሮው ኃይለኛ የጅረት ሰብሳቢ ነው፣ ነገር ግን ከፍተኛ እና እኩል የሆነ የጅረት ስርጭት እንዲኖር ያስችላል።

ሁለት አይነት የመዳብ ፎይል አሉ፤ እነሱም ጥቅልል ​​እና ኤሌክትሮላይቲክ ናቸው። የአንተ መሰረታዊ ጥቅልል ​​የመዳብ ፎይል ለእያንዳንዱ የእጅ ጥበብ እና ዲዛይን ጥቅም ላይ ይውላል። የሚፈጠረው ሙቀትን በማስተዋወቂያ ሂደት ሲሆን በሚሽከረከሩ ፒኖች በመጫን ነው። በቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ኤሌክትሮላይቲክ የመዳብ ፎይል መፍጠር ትንሽ የበለጠ የተወሳሰበ ነው። ከፍተኛ ጥራት ያለው መዳብ በአሲድ ውስጥ በመሟሟት ይጀምራል። ይህ ኤሌክትሮላይቲክ ፕላቲንግ በሚባል ሂደት ወደ መዳብ ሊጨመር የሚችል የመዳብ ኤሌክትሮላይት ይፈጥራል። በዚህ ሂደት ውስጥ ኤሌክትሪክ በኤሌክትሪክ በተሞሉ የሚሽከረከሩ ከበሮዎች ውስጥ የመዳብ ኤሌክትሮላይትን ወደ መዳብ ፎይል ለመጨመር ያገለግላል።

የመዳብ ፎይል ጉድለት የለውም። የመዳብ ፎይል ሊሽከረከር ይችላል። ይህ ከተከሰተ የኃይል መሰብሰብ እና መበታተን በእጅጉ ሊጎዳ ይችላል። ከዚህም በላይ የመዳብ ፎይል እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ምልክቶች፣ የማይክሮዌቭ ኃይል እና ከፍተኛ ሙቀት ባሉ ውጫዊ ምንጮች ሊጎዳ ይችላል። እነዚህ ምክንያቶች የመዳብ ፎይልን በአግባቡ የመሥራት ችሎታ ሊያዘገዩ ወይም ሊያበላሹ ይችላሉ። አልካላይስ እና ሌሎች አሲዶች የመዳብ ፎይልን ውጤታማነት ሊያበላሹ ይችላሉ። ለዚህም ነው እንደሲቨንብረቶች የተለያዩ የመዳብ ፎይል ምርቶችን ይፈጥራሉ።

ሙቀትን እና ሌሎች ጣልቃገብነቶችን የሚዋጋ የተሸፈነ የመዳብ ፎይል አላቸው። እንደ የታተሙ የወረዳ ሰሌዳዎች (PCBs) እና ተለዋዋጭ የወረዳ ሰሌዳዎች (FCBs) ላሉ የተወሰኑ ምርቶች የመዳብ ፎይል ይሰራሉ። በተፈጥሮ ለሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የመዳብ ፎይል ይሰራሉ።

የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በተለይም እንደ ቴስላ የሚያመርቱት የኢንዳክሽን ሞተሮችን ስለሚያመነጩ በመኪናዎች ዘንድ የተለመደ እየሆነ መጥቷል። የኢንዳክሽን ሞተሮች አነስተኛ የሚንቀሳቀሱ ክፍሎች አሏቸው እና የተሻለ አፈጻጸም አላቸው። የኢንዳክሽን ሞተሮች በወቅቱ የማይገኙ የኃይል መስፈርቶች ሲኖሩ ማግኘት የማይቻል እንደሆኑ ተደርገው ይቆጠሩ ነበር። ቴስላ ይህንን በሊቲየም-አዮን የባትሪ ህዋሶቻቸው ማድረግ ችሏል። እያንዳንዱ ሕዋስ ከተናጠል የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የተዋቀረ ሲሆን ሁሉም የመዳብ ፎይል አላቸው።

የመዳብ ፎይል ፍላጎት በከፍተኛ ደረጃ ደርሷል። የመዳብ ፎይል ገበያ በ2019 ከ7 ቢሊዮን ዶላር በላይ የአሜሪካን ዶላር ገቢ አስገኝቷል፣ እና በ2026 ከ8 ቢሊዮን ዶላር በላይ የአሜሪካን ዶላር ገቢ እንደሚያገኝ ይጠበቃል። ይህ የሆነበት ምክንያት ከውስጣዊ የማቃጠያ ሞተሮች ወደ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ለመቀየር ተስፋ በተደረገባቸው የመኪና ኢንዱስትሪ ለውጦች ምክንያት ነው። ሆኖም፣ አውቶሞቢሎች የሚጎዱት ብቸኛው ኢንዱስትሪ አይደሉም ምክንያቱም ኮምፒውተሮች እና ሌሎች ኤሌክትሮኒክስ ኤሌክትሮኒክስ ፎይል ስለሚጠቀሙ። ይህ የሚሆነው የመዳብ ፎይል ዋጋን ብቻ ያረጋግጣል።የመዳብ ፎይልበሚቀጥሉት አስርት ዓመታት ውስጥ ማደጉን ይቀጥላል።

የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ለመጀመሪያ ጊዜ የፈጠራ ባለቤትነት መብት የተሰጣቸው በ1976 ሲሆን በ1991 ደግሞ በጅምላ ይመረታሉ። በቀጣዮቹ ዓመታት የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የበለጠ ተወዳጅ እየሆኑ በከፍተኛ ሁኔታ ይሻሻላሉ። በመኪናዎች ውስጥ አጠቃቀማቸውን ከግምት ውስጥ በማስገባት፣ በሚቀጣጠል ኃይል ላይ የተመሰረተ ዓለም ውስጥ ሌሎች አጠቃቀሞችን እንደሚያገኙ መናገር ይቻላል ምክንያቱም እንደገና ሊሞሉ የሚችሉ እና የበለጠ ቀልጣፋ ናቸው። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የኃይል የወደፊት ዕጣ ፈንታ ናቸው፣ ነገር ግን ያለ መዳብ ፎይል ምንም አይደሉም።