في بطاريات الليثيوم، السبب الرئيسي وراء استخدام رقائق النحاس للقطب السالب ورقائق الألومنيوم للقطب الموجب هو خصائصهما الفيزيائية والكيميائية. ولضمان استقرار جامع التيار داخل البطارية، يجب أن تكون نقاوتهما أعلى من 98%.
1. خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة
تتمتع رقائق النحاس بموصلية كهربائية وحرارية جيدة، مما يمكنها من تحسين كثافة الطاقة وكفاءة الشحن والتفريغ للبطارية بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع رقائق النحاس أيضًا بقوة ومرونة ميكانيكية جيدة، مما يمكنها من تلبية متطلبات التشوه والتمدد للبطارية أثناء الشحن والتفريغ.
من حيث الخصائص الكيميائية، فإن السبب الرئيسي هو أن رقاقة النحاس يمكنها توفير جهد قطب كهربائي مستقر أثناء التفاعلات الكهروكيميائية، وبالتالي ضمان استقرار البطارية وسلامتها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لرقاقة النحاس أيضًا تكوين اتصال جيد مع مادة القطب السالب وتحسين كفاءة الشحن والتفريغ للبطارية.
تتميز رقائق الألومنيوم بقوة نوعية عالية ومرونة جيدة، مما يمكنها من تلبية متطلبات التمدد والانكماش للبطارية أثناء الشحن والتفريغ. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع رقائق الألومنيوم أيضًا بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للأكسدة، مما يمكن أن يطيل عمر خدمة البطارية.
من حيث الخصائص الكيميائية، فإن السبب الرئيسي هو أن رقائق الألومنيوم يمكن أن توفر إمكانات قطبية أعلى في التفاعلات الكهروكيميائية، وبالتالي تحسين كثافة الطاقة وكفاءة الشحن والتفريغ للبطارية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لرقائق الألومنيوم أيضًا تكوين اتصال جيد مع مادة الكاثود وتحسين كفاءة الشحن والتفريغ للبطارية.
2. موصلية جيدة، ملمس ناعم وسعر رخيص
مبدأ عمل بطارية الليثيوم هو جهاز كهروكيميائي يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. في هذه العملية، نحتاج إلى وسيط لنقل الطاقة الكهربائية المحولة من الطاقة الكيميائية، وهناك حاجة إلى مواد موصلة هنا. من بين المواد العادية، تعد المواد المعدنية أكثر المواد موصلية. من بين المواد المعدنية، تعد رقائق النحاس ورقائق الألومنيوم رخيصة الثمن ولديها موصلية جيدة. في الوقت نفسه، في بطاريات الليثيوم، لدينا بشكل أساسي طريقتان للمعالجة: اللف والتصفيح. بالمقارنة مع اللف، تحتاج قطع القطب المستخدمة في تحضير البطاريات إلى درجة معينة من المرونة لضمان عدم تعرض قطع القطب للكسر الهش ومشاكل أخرى أثناء اللف. من بين المواد المعدنية، تعد رقائق النحاس والألومنيوم أيضًا معادن لينة. الخطوة الأخيرة هي النظر في تكلفة تحضير البطارية. من الناحية النسبية، تعد رقائق النحاس والألومنيوم رخيصة نسبيًا، والعالم غني بموارد عنصر النحاس والألومنيوم.
