Foil ya Aluminium ni nini?

Watu wengi hufikiria Reynolds Wrap wanaposikia karatasi ya alumini. Katika ulimwengu wa betri tunamaanisha kitu kingine kabisa.

Alumini ya LOTTE ilivunjika kwenye kiwanda chao cha Elizabethtown mwaka wa 2022. Nilipita kwenye tovuti msimu wa joto uliopita na jengo lilikuwa juu, vifaa vikiingia. Walichukua mahali hapo kwa sababu Ford na SK wanajenga jengo la betri la BlueOval maili tano kuteremka barabarani. Inaleta maana. Unataka msambazaji wako wa foili afunge wakati unaendesha tani 36,000 kwa mwaka kupitia safu ya mipako.

LOTTE ya foil itatengeneza ni ya cathodes. Kila seli ya lithiamu{1}}ioni ina vikusanyaji viwili vya sasa ndani. Copper upande wa anode. Alumini upande wa cathode. Nyenzo inayotumika-NMC yako au LFP yako au kemia yoyote unayoendesha-huwekwa kwenye foili hizi kama tope unyevunyevu. Mara baada ya kukauka una electrode.

Watu huuliza kwa nini usitumie chuma sawa kwa wote wawili. Copper itakuwa rahisi zaidi. Mnyororo mmoja wa usambazaji badala ya mbili.

Hapa kuna shida. Shaba inayeyuka.

Kwenye cathode umekaa juu ya volts 3.5 dhidi ya lithiamu. Copper haiwezi kushughulikia hilo. Ni oxidizes na huenda kwenye suluhisho. Samsung SDI ilitoa taarifa ya kiufundi miaka michache iliyopita ikionyesha shaba inaanza kuharibika karibu volti 3.4. Unaishia na ioni za shaba zinazoelea kwenye elektroliti yako na mwishowe kuweka kwenye anode. Hiyo inaua seli.

Alumini huweka oksidi pia lakini safu ya oksidi inayounda ni tofauti. Oksidi ya alumini ni mnene na thabiti. Kwa kweli inalinda chuma chini. Safu ina unene wa nanomita chache kwa hivyo elektroni hupitia moja kwa moja. Unapata upinzani wa kutu na conductivity kwa wakati mmoja.

Foil yenyewe ni nyembamba. Tunazungumza microns 10 hadi 12 kwa seli nyingi za uzalishaji. UACJ nchini Japani hubainisha roli zao kwa plus au minus nusu maikroni katika upana. Hiyo ni kali. Kwa kumbukumbu karatasi ya nakala ni karibu mikroni 100.

Nyembamba ni bora kwa wiani wa nishati. Kila gramu ya alumini ambayo sio nyenzo hai ni uzito uliokufa. Baadhi ya waunda seli wamesukuma hadi mikroni 8. Tradeoff inashughulikia. Machozi ya foil nyembamba kwenye mstari wa mipako. Udhibiti wako wa mvutano lazima uwe kamilifu. Kasoro moja na sehemu hiyo ya elektroni ni chakavu.

"Tunaona shinikizo thabiti kutoka kwa wateja kuwa nyembamba kila mwaka," mhandisi wa mchakato katika operesheni ya mipako ya Midwest aliniambia mwezi uliopita. "Kifaa kinaweza kufanya hivyo lakini kiwango chako cha kukataliwa kinapanda. Wakati fulani unapoteza nyenzo nyingi kwa machozi kuliko kuokoa uzito."

Usafi ni muhimu pia. Alumini ya daraja-ya betri inahitaji kuwa zaidi ya asilimia 98. Uchafu kama chuma au silikoni huunda mijumuisho kwenye uso wa karatasi. Inclusions hizo huwa doa dhaifu. Mipako haizingatii vizuri au unapata pinholes. Kwa vyovyote vile seli itashindwa QC.

Wengi wa foil ya betri duniani bado inatoka Asia. UACJ na Toyo nchini Japani. LOTTE na Dongwon huko Korea. Wazalishaji wakubwa nusu dazeni nchini China wakiwemo Ding Sheng na Nanshan. Kiwanda cha Kentucky ni mojawapo ya majaribio makubwa ya kwanza katika uzalishaji wa ndani. Kuna mazungumzo ya wengine kufuata lakini hakuna kitu halisi bado.

Kwa seli za LFP watengenezaji wengi wamehamia-iliyopakwa kaboni. Dunmore huko Bristol, Pennsylvania hufanya hivi. Wanaweka primer nyembamba ya kaboni kabla ya kupaka nyenzo hai. Inasaidia kwa kushikamana kwani LFP haishikamani na alumini tupu kama vile NMC inavyofanya. Pia hupunguza upinzani wa mwasiliani kwenye kiolesura.

Nini kingine. Usafishaji. Wakati seli zinafika mwisho wa maisha unaweza kuzipasua na kutenganisha alumini kutoka kwa wingi mweusi. Chuma kilichopatikana hurudi kwenye smelter. Sio kitanzi kilichofungwa haswa kwani unapoteza baadhi kwa kila hatua lakini ni bora zaidi kuliko kuijaza.

Ninapaswa kutaja kitu cha thamani ya dyne. Nishati ya uso. Uso wa foil unapaswa kuwa safi vya kutosha ili tope la elektrodi liloweshe sawasawa. Unapima hii kwa dynes kwa sentimita. Vipimo vingi huita 32 au zaidi. Ikiwa foil ilikaa kwenye ghala kwa muda mrefu sana na ilichukua uchafuzi utaona ukanda wa slurry juu wakati wa mipako. Hiyo ni siku mbaya.

Hata hivyo. Hiyo ni foil ya alumini kwenye betri. Hakuna kitu kama kile kilicho kwenye droo yako ya jikoni.