लिथियम बैटरी में, एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग धनात्मक इलेक्ट्रोड के लिए किया जाता है, और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के लिए तांबे की पन्नी का उपयोग किया जाता है, मुख्य रूप से उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण। बैटरी की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एल्यूमीनियम पन्नी और तांबे की पन्नी की शुद्धता 98% से ऊपर होने की आवश्यकता होती है। तो, हमें बैटरी के धनात्मक इलेक्ट्रोड के लिए एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग क्यों करना पड़ता है?
बैटरी फ़ॉइल के लिए निर्माताओं की प्रदर्शन आवश्यकताएं क्या हैं?
बैटरी निर्माता सभी उम्मीद करते हैं कि बैटरी में उच्च ऊर्जा घनत्व हो, उसका वजन कम हो, और उसकी सेवा जीवन बढ़े। इसलिए, उनके पास आमतौर पर बैटरी के लिए निम्नलिखित प्रदर्शन आवश्यकताएं होती हैं:
| आवश्यकता का नाम | विवरण |
| मोटाई | बैटरी फ़ॉइल की सबसे पतली मोटाई 8 माइक्रोन तक पहुँच गई है, और मोटाई विचलन को छोटा होने की आवश्यकता है, आमतौर पर ±4% के भीतर, और कुछ बैटरी निर्माताओं को ±2% के भीतर आवश्यकता होती है। |
| सतह की मात्रा | सतह पर 1 मिमी से अधिक व्यास वाले गड्ढों की अनुमति नहीं है, 0.5-1 मिमी के गड्ढे 3 m² से कम होने चाहिए, और अंधेरी सतह पर उभरे हुए धब्बे या चमकदार धब्बे नहीं होने चाहिए। |
| सतह गीलापन तनाव | आमतौर पर, उपयोगकर्ता सतह गीलापन तनाव को 30-32dyn के बीच रखने की आवश्यकता करते हैं, लेकिन कुछ संवेदनशील सामग्रियों को उच्च डायन मानों की आवश्यकता होती है। |
| किनारे काटने की गुणवत्ता | कटिंग-एज की गुणवत्ता उच्च होनी चाहिए, बिना दरारों और गड़गड़ाहट के। |
| यांत्रिक गुण | मोटाई कम करते समय, इसकी तन्य शक्ति को भी एक साथ बढ़ाया जाना चाहिए; अन्यथा, पहनने का प्रतिरोध आवश्यकताओं को पूरा नहीं करेगा। औद्योगिक शुद्ध एल्यूमीनियम कार्य सख्त होने की सीमा 310 N/mm² है, और वर्तमान बैटरी फ़ॉइल की तन्य शक्ति ज्यादातर 190 और 280 N/mm² के बीच है। |
संक्षेप में, बैटरी निर्माता मजबूत चालकता और कम लागत वाली सामग्री चुनना पसंद करते हैं। सामान्य धातुओं में, तांबा और एल्यूमीनियम इन दो आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, लेकिन तांबा एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक महंगा है, इसलिए तांबे का उपयोग नहीं किया जाता है जब एल्यूमीनियम का उपयोग किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि तांबे की पन्नी धनात्मक इलेक्ट्रोड के नीचे आसानी से ऑक्सीकृत हो जाती है, और तांबे का ऑक्साइड गैर-प्रवाहकीय होता है। इसलिए, धनात्मक इलेक्ट्रोड के लिए केवल एल्यूमीनियम बैटरी फ़ॉइल का उपयोग किया जा सकता है।
बैटरी के लिए एल्यूमीनियम पन्नी क्यों चुनें?
एल्यूमीनियम पन्नी में अच्छी चालकता होती है और यह नरम और सस्ता होता है। लिथियम बैटरी की वाइंडिंग प्रक्रिया के लिए, सामग्री में एक निश्चित डिग्री की कोमलता होनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वाइंडिंग के दौरान ध्रुव का टुकड़ा न टूटे। एल्यूमीनियम पन्नी एक अपेक्षाकृत नरम धातु है, और यह अपेक्षाकृत सस्ता है और इसमें प्रचुर मात्रा में संसाधन हैं।
एल्यूमीनियम पन्नी हवा में अपेक्षाकृत स्थिर होती है। एल्यूमीनियम हवा में आसानी से प्रतिक्रिया करता है, एल्यूमीनियम पन्नी की सतह पर एक ऑक्साइड फिल्म बनाता है ताकि एल्यूमीनियम की आगे की प्रतिक्रिया को रोका जा सके, और यह ऑक्साइड फिल्म इलेक्ट्रोलाइट में एल्यूमीनियम की भी रक्षा करती है। तांबा हवा में अपेक्षाकृत स्थिर होता है और सूखे हवा में मूल रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है।
लिथियम बैटरी के धनात्मक और ऋणात्मक विभव यह निर्धारित करते हैं कि धनात्मक इलेक्ट्रोड एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग करता है और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड तांबे की पन्नी का उपयोग करता है। धनात्मक इलेक्ट्रोड में उच्च विभव होता है, जबकि एल्यूमीनियम का ऑक्सीकरण विभव उच्च होता है। इसके अतिरिक्त, एल्यूमीनियम पन्नी की सतह में एक घनी ऑक्साइड फिल्म होती है, जिसका आंतरिक एल्यूमीनियम पर भी अच्छा सुरक्षात्मक प्रभाव पड़ता है।
लिथियम बैटरी बाजार की वर्तमान स्थिति
हाल के वर्षों में, लिथियम बैटरी बाजार तेजी से विकसित हुआ है। धनात्मक इलेक्ट्रोड एल्यूमीनियम पन्नी को 16 माइक्रोन से घटाकर 12 माइक्रोन कर दिया गया है। अब कई बैटरी निर्माताओं ने 10 माइक्रोन एल्यूमीनियम पन्नी, और यहां तक कि 8 माइक्रोन का उपयोग किया है। चूंकि लिथियम बैटरी में एल्यूमीनियम पन्नी और तांबे की पन्नी की शुद्धता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं, इसलिए दोनों का सामग्री घनत्व मूल रूप से समान स्तर पर होता है। जैसे-जैसे मोटाई घटती है, बैटरी का वजन भी कम होता जा रहा है।
मोटाई के अलावा, लिथियम बैटरी में एल्यूमीनियम पन्नी की सतह की गुणवत्ता के लिए भी आवश्यकताएं होती हैं, जिसमें एल्यूमीनियम पन्नी के दोनों किनारों की गुणवत्ता समान होने और कोटिंग सममित होने की आवश्यकता होती है।