લિથિયમ આયન બેટરીમાં કોપર ફોઇલની મૂળભૂત બાબતો

ગ્રહ પરની સૌથી આવશ્યક ધાતુઓમાંની એક તાંબુ છે. તેના વિના, આપણે જે કામો સામાન્ય રીતે કરીએ છીએ તે કરી શકતા નથી જેમ કે લાઇટ ચાલુ કરવી કે ટીવી જોવું. તાંબુ એ ધમનીઓ છે જે કમ્પ્યુટરને કાર્યરત કરે છે. તાંબા વિના આપણે કારમાં મુસાફરી કરી શકીશું નહીં. ટેલિકોમ્યુનિકેશન બંધ થઈ જશે. અને લિથિયમ-આયન બેટરી તેના વિના બિલકુલ કામ કરશે નહીં.

લિથિયમ-આયન બેટરી વિદ્યુત ચાર્જ બનાવવા માટે કોપર અને એલ્યુમિનિયમ જેવી ધાતુઓનો ઉપયોગ કરે છે. દરેક લિથિયમ-આયન બેટરીમાં ગ્રેફાઇટ એનોડ, મેટલ ઓક્સાઇડ કેથોડ હોય છે અને તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો ઉપયોગ કરે છે જે વિભાજક દ્વારા સુરક્ષિત હોય છે. બેટરી ચાર્જ કરવાથી લિથિયમ આયન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાંથી પસાર થાય છે અને કનેક્શન દ્વારા મોકલવામાં આવતા ઇલેક્ટ્રોન સાથે ગ્રેફાઇટ એનોડ પર એકત્રિત થાય છે. બેટરીને અનપ્લગ કરવાથી આયન પાછા ત્યાં મોકલવામાં આવે છે જ્યાં તેઓ આવ્યા હતા અને ઇલેક્ટ્રોનને સર્કિટમાંથી પસાર થવા માટે દબાણ કરે છે જેનાથી વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે. બધા લિથિયમ આયન અને ઇલેક્ટ્રોન કેથોડ પર પાછા ફર્યા પછી બેટરી ખાલી થઈ જશે.

તો, લિથિયમ-આયન બેટરી સાથે તાંબુ શું ભૂમિકા ભજવે છે? એનોડ બનાવતી વખતે ગ્રેફાઇટને તાંબુ સાથે ભેળવવામાં આવે છે. તાંબુ ઓક્સિડાઇઝેશન સામે પ્રતિરોધક છે, જે એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જ્યાં એક તત્વના ઇલેક્ટ્રોન બીજા તત્વમાં ખોવાઈ જાય છે. આ કાટનું કારણ બને છે. ઓક્સિડાઇઝેશન ત્યારે થાય છે જ્યારે રસાયણ અને ઓક્સિજન કોઈ તત્વ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેમ કે લોખંડ પાણી અને ઓક્સિજનના સંપર્કમાં આવવાથી કાટ લાગે છે. તાંબુ મૂળભૂત રીતે કાટ સામે રોગપ્રતિકારક છે.

કોપર ફોઇલમુખ્યત્વે લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વપરાય છે કારણ કે તેના કદ પર કોઈ નિયંત્રણો નથી. તમે તેને ઇચ્છો ત્યાં સુધી લાંબો અને ઇચ્છો તેટલો પાતળો રાખી શકો છો. તાંબુ તેના સ્વભાવથી એક શક્તિશાળી કરંટ કલેક્ટર છે, પરંતુ તે કરંટના મહાન અને સમાન વિક્ષેપ માટે પણ પરવાનગી આપે છે.

કોપર ફોઇલ બે પ્રકારના હોય છે: રોલ્ડ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક. દરેક હસ્તકલા અને ડિઝાઇન માટે તમારા મૂળભૂત રોલ્ડ કોપર ફોઇલનો ઉપયોગ થાય છે. તે રોલિંગ પિન વડે ગરમી દાખલ કરીને તેને નીચે દબાવવાની પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ટેકનોલોજીમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કોપર ફોઇલ બનાવવાનો ઉપયોગ થોડો વધુ જટિલ છે. તે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કોપરને એસિડમાં ઓગાળીને શરૂ થાય છે. આ એક કોપર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ બનાવે છે જેને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક પ્લેટિંગ નામની પ્રક્રિયા દ્વારા કોપરમાં ઉમેરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયામાં, ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ્ડ ફરતા ડ્રમ્સમાં કોપર ફોઇલમાં કોપર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઉમેરવા માટે વીજળીનો ઉપયોગ થાય છે.

કોપર ફોઇલમાં ખામીઓ નથી. કોપર ફોઇલ વિકૃત થઈ શકે છે. જો આવું થાય તો ઉર્જા સંગ્રહ અને વિક્ષેપ પર ભારે અસર પડી શકે છે. વધુમાં, કોપર ફોઇલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિગ્નલો, માઇક્રોવેવ ઊર્જા અને અતિશય ગરમી જેવા બાહ્ય સ્ત્રોતોથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે. આ પરિબળો કોપર ફોઇલની યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવાની ક્ષમતાને ધીમી કરી શકે છે અથવા તો નાશ પણ કરી શકે છે. આલ્કલીસ અને અન્ય એસિડ કોપર ફોઇલની અસરકારકતાને કાટ લગાવી શકે છે. આ જ કારણ છે કે કંપનીઓ જેમ કેસિવનધાતુઓ કોપર ફોઇલ ઉત્પાદનોની વિશાળ વિવિધતા બનાવે છે.

તેમની પાસે રક્ષણાત્મક કોપર ફોઇલ છે જે ગરમી અને અન્ય પ્રકારના દખલ સામે લડે છે. તેઓ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) અને ફ્લેક્સિબલ સર્કિટ બોર્ડ (FCB) જેવા ચોક્કસ ઉત્પાદનો માટે કોપર ફોઇલ બનાવે છે. સ્વાભાવિક રીતે તેઓ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે કોપર ફોઇલ બનાવે છે.

લિથિયમ-આયન બેટરી હવે સામાન્ય બની રહી છે, ખાસ કરીને ઓટોમોબાઈલમાં કારણ કે તે ટેસ્લા દ્વારા ઉત્પાદિત ઇન્ડક્શન મોટર્સને પાવર આપે છે. ઇન્ડક્શન મોટર્સમાં ઓછા ગતિશીલ ભાગો હોય છે અને તેમનું પ્રદર્શન વધુ સારું હોય છે. તે સમયે પાવર આવશ્યકતાઓ ઉપલબ્ધ ન હોવાથી ઇન્ડક્શન મોટર્સ અપ્રાપ્ય માનવામાં આવતી હતી. ટેસ્લા તેમના લિથિયમ-આયન બેટરી કોષો સાથે આ શક્ય બનાવી શક્યું. દરેક સેલ વ્યક્તિગત લિથિયમ-આયન બેટરીથી બનેલો છે, જે બધીમાં કોપર ફોઇલ હોય છે.

કોપર ફોઇલની માંગ ઘણી ઊંચી સપાટીએ પહોંચી છે. કોપર ફોઇલ માર્કેટે 2019 માં 7 બિલિયન ડોલરથી વધુ અમેરિકન ડોલર બનાવ્યા હતા અને 2026 માં તે 8 બિલિયન ડોલરથી વધુ અમેરિકન ડોલર બનાવવાની અપેક્ષા છે. આ ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં પરિવર્તનને કારણે છે જે આંતરિક કમ્બશન એન્જિનથી લિથિયમ-આયન બેટરી તરફ સ્વિચ કરવાનું વચન આપી રહ્યા છે. જોકે, ઓટોમોબાઇલ એકમાત્ર ઉદ્યોગ નહીં હોય કારણ કે કમ્પ્યુટર અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પણ કોપર ફોઇલનો ઉપયોગ કરે છે. આ ફક્ત ખાતરી કરશે કે કિંમતકોપર ફોઇલઆગામી દાયકામાં વધતું રહેશે.

લિથિયમ-આયન બેટરીઓને સૌપ્રથમ ૧૯૭૬માં પેટન્ટ કરાવવામાં આવી હતી, અને ૧૯૯૧માં તેનું વ્યાપારી રીતે મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવામાં આવશે. તે પછીના વર્ષોમાં, લિથિયમ-આયન બેટરી વધુ લોકપ્રિય બનશે અને તેમાં નોંધપાત્ર સુધારો થશે. ઓટોમોબાઈલમાં તેમના ઉપયોગને જોતાં, એ કહેવું સલામત છે કે જ્વલનશીલ ઊર્જા આધારિત વિશ્વમાં તેમને અન્ય ઉપયોગો મળશે કારણ કે તે રિચાર્જેબલ અને વધુ કાર્યક્ષમ છે. લિથિયમ-આયન બેટરી ઊર્જાનું ભવિષ્ય છે, પરંતુ કોપર ફોઇલ વિના તે કંઈ નથી.