Varðandi koparþynnu rafhlöðu, munum við aðallega útskýra í smáatriðum framtíðarþróunarstefnu og framleiðsluferli koparþynnu.
Í litíumjónarafhlöðum eru jákvæðu og neikvæðu virku efnin húðuð á undirlagið til að mynda skautstykki og síðan spólað eða staflað til að mynda rafhlöðukjarna. Grunnefnin sem notuð eru hér eru aðallega koparpappír og álpappír. Núverandi litíum rafhlaða bakskaut er álpappír og neikvæða rafskautið er koparpappír. Þetta er vegna þess að kopar er auðveldlega oxað í jákvæðu rafskautinu með meiri möguleika og yfirborð álpappírsins hefur þétt lag. Oxíðlagið verndar álið inni við mikla möguleika. Þessi grein fjallar aðallega um algenga koparþynnuna fyrir neikvæð rafskaut.
Kopar hefur mikinn vélrænan styrk og framúrskarandi rafleiðni. Innihald þess í jarðskorpunni er um 0,01%. Það er aðallega til í formi kopar í náttúrunni. Koparþynnu má skipta í rafgreiningar kopar og vals kopar í samræmi við mismunandi framleiðsluaðferðir. Valsaður kopar hefur góða sveigjanleika og mikla tæknilega erfiðleika í framleiðslu. Undirbúningur þess krefst margra ferla og kostnaðurinn er mikill. Það eru fá innlend fyrirtæki. Fyrirtæki sem nota þessa aðferð til að framleiða vel eru meðal annars Olin Brass í Bandaríkjunum, japanska Nippon Mining og fleiri fyrirtæki.
Sem stendur er mest af koparþynnunni sem notuð er í rafhlöðufrumuverksmiðjum framleidd með rafgreiningu. Árið 1922 fann Edison upp aðferðina við samfellda rafgreiningu koparþynnu og sótti um einkaleyfi. Það notaði stöðugt snúnings málmvals sem sökkt var í koparsúlfat raflausn sem bakskaut og óleysanleg málmur sem rafskaut. Fæðing þessarar aðferðar markaði upphaf rafgreiningar kopariðnaðarins. Byrja. Árið 1937 setti Anaconde koparverksmiðjan í Bandaríkjunum einkaleyfi Edison í framleiðslu og framleiddi rafgreiningarkoparpappír með góðum árangri. Í gegnum þróunarsögu rafgreiningar koparþynnu getum við komist að því að það hefur alltaf fylgt þróun prentaðra hringrása. Með stórfelldri notkun á litíumjónarafhlöðum í rafeindatækni hefur rafgreiningu koparþynna verið færð inn á nýtt sviði sem rafskaut. Núverandi safnarar, með góða rafleiðni, viðnám gegn mulningi og litlum tilkostnaði, hafa verið kynntir hratt og beitt í stórum stíl. Nú með stórfelldri kynningu og notkun nýrra orkutækja, 5G og orkugeymslu, hefur eftirspurn eftir rafgreiningu koparþynnu sýnt nýja sprengingu.
Til þess að auka rúmmálsorkuþéttleika rafhlöðukjarnans eins mikið og mögulegt er á sama tíma og hægt er að tryggja öryggi, hringrásarafköst osfrv., þarf hönnuður rafhlöðufrumunnar að pakka virkara efnum inn í takmarkaða rafhlöðukjarnaskelina. Ég held að koparþynnan gæti þróast í eftirfarandi áttir í framtíðinni:
1. Ofurþunn koparþynna: Þessi þróun er nú augljós, frá 8um til 6um, og nú í 4.5um, sem sumir framleiðendur eru að kynna í litlum lotum. Kannski verður koparþynna undir 4um kynnt til fjöldaframleiðslu í framtíðinni. Þessi aðgerð er líka augljós, sem er að auka rúmmál og massaorkuþéttleika rafhlöðukjarnans eins mikið og mögulegt er, en þetta setur fram meiri kröfur um framleiðslu á koparþynnu og húðunarstýringu rafhlöðukjarnans. Þegar öllu er á botninn hvolft, því þynnri sem koparþynnan er, er hættan á að ræmur brotni meðan á húðunarferlinu stendur einnig meiri.
2. Gatað koparþynna: það er, með efnafræðilegri tæringu, myndast örhola á yfirborði koparþynnunnar til að draga úr þyngd undirlagsins og auka massaorkuþéttleika rafhlöðukjarnans. Nauðsynlegt er að stjórna svitaholastærðinni og hámarka gerð etsefnisins. Önnur er til að koma í veg fyrir að svitaholaþvermálið sé of stórt, sem gerir það erfitt að viðhalda einhliða húðun, og hin er að meta áhrif afgangs æts á afköst rafhlöðukjarnans, svo sem blóðrás, gasframleiðslu. , o.s.frv.
3 Sprautun koparþynnu: Þetta jafngildir tvíhliða koparhúðun á plast undirlag. Þetta heldur ekki aðeins virkni rafeindaleiðni straumsafnara heldur dregur einnig úr þyngd undirlagsins og bætir massaorkuþéttleika rafhlöðukjarnans. Hins vegar, meðan á framleiðsluferlinu stendur, gætir þú staðið frammi fyrir ferli áskorunum eins og kaldpressun og flipasuðu.
Þar sem skarpskyggni nýrra orkutækja heldur áfram að aukast, verður núverandi koparþynnuframleiðslugeta sífellt ófullnægjandi og það er ákveðið bil á milli framboðs og eftirspurnar. Gert er ráð fyrir að koparþynnuiðnaðurinn muni smám saman auka framleiðslu í framtíðinni til að mæta eftirspurn markaðarins eftir rafhlöðum.
Undirbúningur rafgreiningar koparþynnu er aðallega skipt í þrjú skref: koparupplausn, hrár filmu og yfirborðsmeðferð. Ferlið við að leysa upp kopar er að blanda koparefni og brennisteinssýru í koparleysisgeymi og hvarfast til að mynda koparsúlfatlausn. Efnaefnahvarfformúlan er sem hér segir:
Cu+O2→CuO
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O
Meðan á koparleysingunni stendur, ætti að huga að eftirliti með ryki í umhverfinu og aðskotaefnum í hráefnisvökvanum til að koma í veg fyrir síðari litun á yfirborði koparþynnunnar, sem veldur ójöfnum blettum. Þetta ástand gæti fest sig á hausnum við húðun, sem veldur því að ræmur brotni. Þess vegna ætti að bæta við síunarþrepi í þessu skrefi til að sía algjörlega út óhreinindin í lausninni.
CuSO4 lausnin sem fæst í koparleysisferlinu er notuð sem raflausn, títanvals með stórum þvermál er notuð sem bakskaut og bogalaga blýblendiplatan er notuð sem rafskaut. Með því að stjórna rafefnafræðilegum ferlibreytum, munu koparjónirnar í lausninni falla út við bakskautið til að mynda samfellt koparlag. Með stöðugum snúningi bakskautsvalsins verður koparþynnan sem sett hefur verið af henni stöðugt afhýdd í rúllur til að fá hrá filmu, eins og sýnt er á eftirfarandi mynd:
Koparpappír hefur grófa hlið og slétta hlið. Slétt hliðin er í snertingu við bakskautsvalsinn og grófa hliðin er í beinni snertingu við raflausnina. SEM myndin er sem hér segir:
Þar sem kopar er viðkvæmt fyrir oxun, eftir að hafa fengið hráþynnuna, þarf að hrjúfa hann og húða hann með hindrunarlagi og andoxunarlagi til að auðvelda geymslu og flutning. Sérstakt ferli skýringarmynd er sem hér segir:
Vegna mismunandi frumulíkana og framleiðsluferla mismunandi framleiðenda, svo sem vinda og lagskipt, er erfitt fyrir grunnefnið kopar og álpappír að hafa eina breidd sem er alhliða fyrir mismunandi framleiðendur, svo það er nauðsynlegt að skera í fyrirtæki meðan á skurðarferlinu stendur. Tiltekna breidd sem krafist er.
