Mae batris lithiwm, ffynhonnell ynni anhepgor yn ein bywydau bob dydd, ym mhobman o ffonau symudol a gliniaduron i geir trydan. Ond a ydych erioed wedi meddwl pam y tu mewn i fatri lithiwm, mae ffoil alwminiwm yn cael ei ddefnyddio fel y casglwr cerrynt electrod positif, tra bod ffoil copr yn cael ei ddefnyddio fel casglwr cerrynt electrod negyddol? Mae'r rheswm y tu ôl i hyn yn ddiddorol ac yn wyddonol.
Gadewch i ni ddechrau gyda dargludedd. Mae copr ac alwminiwm yn ddeunyddiau metel gyda dargludedd trydanol rhagorol ac maent yn gymharol fforddiadwy. O fewn batri lithiwm, prif dasg y casglwyr cerrynt positif a negyddol yw trosglwyddo'r ynni trydanol a drawsnewidir o ynni cemegol yn effeithlon. Yn naturiol, mae ffoil alwminiwm copr wedi dod yn ddewis cyntaf oherwydd ei ddargludedd rhagorol a'i bris cymedrol.
Mae sefydlogrwydd hefyd yn ffactor pwysig wrth ddewis ffoil copr ac alwminiwm. Mae alwminiwm yn ffurfio ffilm ocsid trwchus yn yr awyr yn hawdd. Mae'r ffilm hon nid yn unig yn atal ocsidiad pellach o alwminiwm, ond hefyd yn darparu haen o amddiffyniad ar gyfer alwminiwm yn yr electrolyte. Mae copr, ar y llaw arall, yn eithaf sefydlog mewn aer sych. Mae'r sefydlogrwydd hwn yn sicrhau y gall y ffoil alwminiwm copr weithio'n sefydlog am amser hir y tu mewn i'r batri lithiwm.
Ond yr hyn sy'n ddiddorol yw bod potensial electrodau positif a negyddol batris lithiwm yn pennu'r cyfuniad arbennig o ffoil alwminiwm ar gyfer yr electrod positif a ffoil copr ar gyfer yr electrod negyddol. Mae potensial yr electrod positif yn uchel, ac os defnyddir ffoil copr yma, bydd y ffoil copr yn cael ei ocsidio'n hawdd. Mae potensial ocsideiddio alwminiwm yn uchel, ac mae'r ffilm ocsid ar ei wyneb yn cael effaith amddiffynnol dda ar yr alwminiwm mewnol. Felly, mae defnyddio ffoil alwminiwm ar yr electrod positif yn ddewis mwy priodol.
Mae gan alwminiwm metel adweithedd uchel iawn â lithiwm ac mae'n ffurfio cyfansoddion rhyng-raniadol yn hawdd, sy'n defnyddio llawer iawn o lithiwm ac yn dinistrio strwythur alwminiwm. Mewn cyferbyniad, dim ond gallu mewnosod lithiwm bach sydd gan gopr yn ystod codi tâl a gollwng batri, a gall gynnal strwythur sefydlog a phriodweddau electrocemegol, felly mae'n fwy addas fel casglwr cyfredol ar gyfer yr electrod negyddol.
Mae'n werth nodi, gyda datblygiad parhaus technoleg batri lithiwm, bod trwch ffoil copr ac alwminiwm hefyd yn cael ei leihau'n barhaus. O 16um yn y dyddiau cynnar i 10um neu hyd yn oed 8um heddiw, mae'r gostyngiad mewn trwch nid yn unig yn lleihau pwysau a chyfaint y batri, ond hefyd yn cynyddu dwysedd ynni'r batri. Ar yr un pryd, mae garwedd wyneb y casglwr presennol hefyd yn cael effaith bwysig ar berfformiad y batri. Gall strwythur arwyneb anghymesur arwain at anghymesuredd mewn ymwrthedd cyswllt cotio ac anghysondeb mewn cryfder bondio, a thrwy hynny effeithio ar fywyd beicio'r batri.
Mae ymddangosiad batris sodiwm-ion wedi dod ag opsiynau newydd ar gyfer deunyddiau casglu cyfredol. Yn wahanol i fatris lithiwm-ion, gellir defnyddio ffoil alwminiwm ar gyfer casglwyr cerrynt positif a negyddol batris sodiwm-ion. Mae hyn oherwydd nad yw alwminiwm a sodiwm yn cael adweithiau aloi ar botensial isel. Mae'r darganfyddiad hwn nid yn unig yn lleihau cost cynhyrchu batris sodiwm-ion, ond hefyd yn darparu posibiliadau newydd ar gyfer eu datblygiad yn y dyfodol.
Nid yw'r dewis o ffoil alwminiwm ar gyfer yr electrod positif a ffoil copr ar gyfer electrod negyddol batris lithiwm yn ddamweiniol, ond y cyfuniad gorau posibl sydd wedi'i ddangos a'i brofi'n wyddonol yn ymarferol. Mae'r cyfuniad hwn nid yn unig yn sicrhau gweithrediad effeithlon a sefydlog batris lithiwm, ond hefyd yn darparu pŵer parhaus ar gyfer dyfeisiau electronig amrywiol yn ein bywydau bob dydd.