लिथियम आयन बैटरियों में कॉपर फ़ॉइल की मूल बातें

ग्रह पर सबसे आवश्यक धातुओं में से एक तांबा है। इसके बिना, हम वे काम करने में असमर्थ हैं जिन्हें हम हल्के में लेते हैं जैसे लाइट चालू करना या टीवी देखना। तांबा वे धमनियां हैं जो कंप्यूटर को कार्यशील बनाती हैं। हम तांबे के बिना कारों में यात्रा नहीं कर पाएंगे। दूरसंचार बंद हो जाएगा. और लिथियम-आयन बैटरियां इसके बिना बिल्कुल भी काम नहीं करेंगी।

लिथियम-आयन बैटरियां विद्युत चार्ज बनाने के लिए तांबे और एल्यूमीनियम जैसी धातुओं का उपयोग करती हैं। प्रत्येक लिथियम-आयन बैटरी में एक ग्रेफाइट एनोड, मेटल ऑक्साइड कैथोड होता है, और इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करता है जो एक विभाजक द्वारा संरक्षित होता है। बैटरी को चार्ज करने से लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट्स के माध्यम से प्रवाहित होते हैं और कनेक्शन के माध्यम से भेजे गए इलेक्ट्रॉनों के साथ ग्रेफाइट एनोड पर एकत्र होते हैं। बैटरी को अनप्लग करने से आयन वापस वहीं चले जाते हैं जहां वे आए थे और इलेक्ट्रॉनों को सर्किट से गुजरने के लिए मजबूर करते हैं जिससे बिजली बनती है। एक बार सभी लिथियम आयन और इलेक्ट्रॉन कैथोड में वापस आ जाएंगे तो बैटरी ख़त्म हो जाएगी।

तो, तांबा लिथियम-आयन बैटरी के साथ क्या भूमिका निभाता है? एनोड बनाते समय ग्रेफाइट को तांबे के साथ जोड़ा जाता है। तांबा ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधी है, जो एक रासायनिक प्रक्रिया है जहां एक तत्व के इलेक्ट्रॉन दूसरे तत्व में खो जाते हैं। इससे संक्षारण होता है। ऑक्सीकरण तब होता है जब कोई रसायन और ऑक्सीजन किसी तत्व के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जैसे कि पानी और ऑक्सीजन के संपर्क में आने वाला लोहा जंग पैदा करता है। तांबा मूलतः संक्षारण से प्रतिरक्षित है।

तांबे की पन्नीइसका उपयोग मुख्य रूप से लिथियम-आयन बैटरियों में किया जाता है क्योंकि इसके आकार पर कोई प्रतिबंध नहीं है। आप इसे जब तक चाहें और जितना पतला चाहें, ले सकते हैं। तांबा अपनी प्रकृति से एक शक्तिशाली धारा संग्राहक है, लेकिन यह धारा के बड़े और समान फैलाव की भी अनुमति देता है।

तांबे की पन्नी दो प्रकार की होती है: रोल्ड और इलेक्ट्रोलाइटिक। आप बेसिक रोल्ड कॉपर फ़ॉइल का उपयोग हर शिल्प और डिज़ाइन के लिए किया जाता है। इसे रोलिंग पिन के साथ दबाकर गर्मी उत्पन्न करने की प्रक्रिया के माध्यम से बनाया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल बनाने में प्रौद्योगिकी का उपयोग थोड़ा अधिक शामिल है। इसकी शुरुआत उच्च गुणवत्ता वाले तांबे को एसिड में घोलने से होती है। यह एक कॉपर इलेक्ट्रोलाइट बनाता है जिसे इलेक्ट्रोलाइटिक प्लेटिंग नामक प्रक्रिया के माध्यम से तांबे में जोड़ा जा सकता है। इस प्रक्रिया में, विद्युत आवेशित घूमने वाले ड्रमों में कॉपर फ़ॉइल में कॉपर इलेक्ट्रोलाइट जोड़ने के लिए बिजली का उपयोग किया जाता है।

तांबे की पन्नी अपनी खामियों से रहित नहीं है। तांबे की पन्नी विकृत हो सकती है। यदि ऐसा होता है तो ऊर्जा संग्रहण और फैलाव काफी प्रभावित हो सकता है। इससे भी बड़ी बात यह है कि तांबे की पन्नी विद्युत चुम्बकीय संकेतों, माइक्रोवेव ऊर्जा और अत्यधिक गर्मी जैसे बाहरी स्रोतों से प्रभावित हो सकती है। ये कारक तांबे की पन्नी की ठीक से काम करने की क्षमता को धीमा या नष्ट भी कर सकते हैं। क्षार और अन्य एसिड तांबे की पन्नी की प्रभावशीलता को खराब कर सकते हैं। यही कारण है कि कंपनियां जैसेCIVENधातुएँ तांबे की फ़ॉइल उत्पादों की एक विस्तृत विविधता बनाती हैं।

उन्होंने तांबे की पन्नी को ढाल दिया है जो गर्मी और अन्य प्रकार के हस्तक्षेप से लड़ती है। वे मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) और लचीले सर्किट बोर्ड (एफसीबी) जैसे विशिष्ट उत्पादों के लिए तांबे की पन्नी बनाते हैं। स्वाभाविक रूप से वे लिथियम-आयन बैटरी के लिए तांबे की पन्नी बनाते हैं।

लिथियम-आयन बैटरियां आम होती जा रही हैं, खासकर ऑटोमोबाइल में, क्योंकि वे टेस्ला द्वारा उत्पादित इंडक्शन मोटरों की तरह शक्ति प्रदान करती हैं। इंडक्शन मोटर्स में कम चलने वाले हिस्से होते हैं और उनका प्रदर्शन बेहतर होता है। इंडक्शन मोटर्स को उस समय उपलब्ध नहीं होने वाली बिजली आवश्यकताओं को देखते हुए अप्राप्य माना जाता था। टेस्ला अपनी लिथियम-आयन बैटरी कोशिकाओं के साथ ऐसा करने में सक्षम था। प्रत्येक कोशिका अलग-अलग लिथियम-आयन बैटरियों से बनी होती है, जिनमें से सभी में तांबे की पन्नी होती है।

तांबे की पन्नी की मांग काफी ऊंचाई पर पहुंच गई है। कॉपर फ़ॉइल बाज़ार ने 2019 में 7 बिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक की कमाई की और 2026 में 8 बिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक की कमाई करने की उम्मीद है। यह ऑटोमोटिव उद्योग में बदलाव के कारण है जो आंतरिक दहन इंजन से लिथियम-आयन बैटरी पर स्विच करने का वादा कर रहा है। हालाँकि, ऑटोमोबाइल एकमात्र उद्योग प्रभावित नहीं होगा क्योंकि कंप्यूटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स भी तांबे की पन्नी का उपयोग करते हैं। इससे केवल यह सुनिश्चित होगा कि कीमततांबे की पन्नीआने वाले दशक में वृद्धि जारी रहेगी।

लिथियम-आयन बैटरियों का पहली बार 1976 में पेटेंट कराया गया था, और 1991 में उनका व्यावसायिक रूप से बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाएगा। इसके बाद के वर्षों में, लिथियम-आयन बैटरियां अधिक लोकप्रिय हो जाएंगी और उनमें काफी सुधार किया जाएगा। ऑटोमोबाइल में उनके उपयोग को देखते हुए, यह कहना सुरक्षित है कि दहनशील ऊर्जा पर निर्भर दुनिया में उन्हें अन्य उपयोग मिलेंगे क्योंकि वे रिचार्जेबल और अधिक कुशल हैं। लिथियम-आयन बैटरियां ऊर्जा का भविष्य हैं, लेकिन तांबे की पन्नी के बिना वे कुछ भी नहीं हैं।