Uno dei metalli più essenziali del pianeta è il rame. Senza di esso, non siamo in grado di fare cose che diamo per scontate, come accendere la luce o guardare la TV. Il rame è presente nelle arterie che fanno funzionare i computer. Senza rame non potremmo viaggiare in auto. Le telecomunicazioni si fermerebbero. E le batterie agli ioni di litio non funzionerebbero affatto.
Le batterie agli ioni di litio utilizzano metalli come rame e alluminio per creare una carica elettrica. Ogni batteria agli ioni di litio ha un anodo in grafite, un catodo in ossido metallico e utilizza elettroliti protetti da un separatore. Caricare la batteria fa sì che gli ioni di litio fluiscano attraverso gli elettroliti e si raccolgano sull'anodo in grafite insieme agli elettroni inviati attraverso la connessione. Scollegando la batteria, gli ioni tornano da dove sono venuti e forzano gli elettroni a passare attraverso il circuito creando elettricità. La batteria sarà scarica quando tutti gli ioni di litio e gli elettroni torneranno al catodo.
Quindi, qual è il ruolo del rame nelle batterie agli ioni di litio? La grafite si fonde con il rame durante la creazione dell'anodo. Il rame è resistente all'ossidazione, un processo chimico in cui gli elettroni di un elemento vengono ceduti a un altro elemento. Questo causa corrosione. L'ossidazione si verifica quando una sostanza chimica e l'ossigeno interagiscono con un elemento, proprio come il ferro che entra in contatto con acqua e ossigeno formando ruggine. Il rame è essenzialmente immune alla corrosione.
foglio di rameViene utilizzato principalmente nelle batterie agli ioni di litio perché non ci sono limiti di dimensioni. È possibile averlo lungo e sottile quanto si desidera. Il rame è per sua natura un potente collettore di corrente, ma consente anche una dispersione di corrente elevata e uniforme.
Esistono due tipi di fogli di rame: laminati ed elettrolitici. Il primo viene utilizzato per lavori artigianali e di design. Viene creato applicando calore e premendolo con un mattarello. La creazione di fogli di rame elettrolitici, utilizzabili in ambito tecnologico, è un po' più complessa. Si inizia sciogliendo rame di alta qualità in un acido. Questo crea un elettrolita di rame che può essere aggiunto al rame attraverso un processo chiamato placcatura elettrolitica. In questo processo, l'elettricità viene utilizzata per aggiungere l'elettrolita di rame al foglio di rame in tamburi rotanti caricati elettricamente.
La lamina di rame non è esente da difetti. La lamina di rame può deformarsi. Se ciò accade, la raccolta e la dispersione dell'energia possono essere notevolmente compromesse. Inoltre, la lamina di rame può essere influenzata da fonti esterne come segnali elettromagnetici, energia a microonde e calore estremo. Questi fattori possono rallentare o addirittura distruggere la capacità della lamina di rame di funzionare correttamente. Alcali e altri acidi possono corrodere l'efficacia della lamina di rame. Per questo motivo, aziende comeCIVENI metalli danno vita a un'ampia gamma di prodotti in lamina di rame.
Hanno un foglio di rame schermato che protegge dal calore e da altre forme di interferenza. Producono fogli di rame per prodotti specifici come circuiti stampati (PCB) e circuiti flessibili (FCB). Naturalmente, producono fogli di rame per le batterie agli ioni di litio.
Le batterie agli ioni di litio stanno diventando sempre più comuni, soprattutto nelle automobili, poiché alimentano motori a induzione come quelli prodotti da Tesla. I motori a induzione hanno meno parti mobili e offrono prestazioni migliori. I motori a induzione erano considerati irraggiungibili a causa dei requisiti di potenza che all'epoca non erano disponibili. Tesla è riuscita a realizzare questo obiettivo con le sue celle per batterie agli ioni di litio. Ogni cella è composta da singole batterie agli ioni di litio, tutte dotate di un foglio di rame.
La domanda di fogli di rame ha raggiunto livelli considerevoli. Il mercato dei fogli di rame ha generato oltre 7 miliardi di dollari americani nel 2019 e si prevede che supererà gli 8 miliardi di dollari americani nel 2026. Ciò è dovuto ai cambiamenti nell'industria automobilistica, che promettono il passaggio dai motori a combustione interna alle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, l'automobile non sarà l'unico settore interessato, poiché anche i computer e altri dispositivi elettronici utilizzano i fogli di rame. Ciò non farà altro che garantire che il prezzo perfoglio di ramecontinuerà ad aumentare nel prossimo decennio.
Le batterie agli ioni di litio furono brevettate per la prima volta nel 1976 e furono prodotte in serie a livello commerciale nel 1991. Negli anni successivi, le batterie agli ioni di litio divennero più diffuse e vennero notevolmente migliorate. Dato il loro utilizzo nelle automobili, si può affermare con certezza che troveranno altri impieghi in un mondo dipendente dall'energia combustibile, poiché sono ricaricabili e più efficienti. Le batterie agli ioni di litio rappresentano il futuro dell'energia, ma non sono nulla senza il foglio di rame.
Data di pubblicazione: 25 agosto 2022