Le cuivre est l'un des métaux les plus essentiels de la planète. Sans lui, nous sommes incapables de faire des choses que nous tenons pour acquises, comme allumer la lumière ou regarder la télévision. Le cuivre est le cœur des ordinateurs. Nous ne pourrions pas voyager en voiture sans lui. Les télécommunications seraient à l'arrêt. Et les batteries lithium-ion seraient totalement inutilisables sans lui.
Les batteries lithium-ion utilisent des métaux comme le cuivre et l'aluminium pour créer une charge électrique. Chaque batterie lithium-ion possède une anode en graphite, une cathode en oxyde métallique et des électrolytes protégés par un séparateur. La charge de la batterie provoque le passage des ions lithium à travers les électrolytes et leur accumulation à l'anode en graphite, avec les électrons transmis par la connexion. Débrancher la batterie renvoie les ions à leur point d'origine et force les électrons à traverser le circuit, créant ainsi de l'électricité. La batterie sera déchargée une fois que tous les ions lithium et les électrons seront revenus à la cathode.
Alors, quel est le rôle du cuivre dans les batteries lithium-ion ? Le graphite est fusionné avec le cuivre lors de la formation de l'anode. Le cuivre est résistant à l'oxydation, un processus chimique où les électrons d'un élément sont perdus au profit d'un autre élément, provoquant ainsi la corrosion. L'oxydation se produit lorsqu'un produit chimique et l'oxygène interagissent avec un élément, comme le fer au contact de l'eau et de l'oxygène qui crée de la rouille. Le cuivre est donc pratiquement insensible à la corrosion.
Feuille de cuivreIl est principalement utilisé dans les batteries lithium-ion, car sa taille est illimitée. Vous pouvez l'utiliser aussi long et aussi fin que vous le souhaitez. Le cuivre est par nature un puissant collecteur de courant, mais il permet également une dispersion importante et uniforme du courant.
Il existe deux types de feuilles de cuivre : laminées et électrolytiques. La feuille de cuivre laminée est utilisée pour tous les travaux manuels et les créations. Elle est obtenue par apport de chaleur et compression à l'aide d'un rouleau à pâtisserie. La fabrication d'une feuille de cuivre électrolytique, utilisable en technologie, est un peu plus complexe. Elle commence par la dissolution de cuivre de haute qualité dans de l'acide. Cela crée un électrolyte de cuivre qui peut être ajouté au cuivre par un procédé appelé placage électrolytique. Lors de ce procédé, l'électrolyte de cuivre est ajouté à la feuille de cuivre par l'électricité dans des tambours rotatifs chargés électriquement.
La feuille de cuivre n'est pas exempte de défauts. Elle peut se déformer, ce qui affecte considérablement la collecte et la dispersion d'énergie. De plus, elle peut être affectée par des sources extérieures telles que les signaux électromagnétiques, les micro-ondes et la chaleur extrême. Ces facteurs peuvent ralentir, voire détruire, son bon fonctionnement. Les alcalis et autres acides peuvent corroder l'efficacité de la feuille de cuivre. C'est pourquoi des entreprises commeCIVENLes métaux créent une grande variété de produits en feuille de cuivre.
Ils utilisent une feuille de cuivre blindée qui résiste à la chaleur et aux autres formes d'interférences. Ils fabriquent des feuilles de cuivre pour des produits spécifiques tels que les circuits imprimés (PCB) et les circuits imprimés flexibles (FCB). Ils fabriquent également des feuilles de cuivre pour les batteries lithium-ion.
Les batteries lithium-ion deviennent de plus en plus courantes, notamment dans l'automobile, car elles alimentent des moteurs à induction comme ceux produits par Tesla. Ces moteurs comportent moins de pièces mobiles et offrent de meilleures performances. Considérés comme inaccessibles à l'époque, les moteurs à induction nécessitaient une puissance insuffisante. Tesla a réussi à y parvenir grâce à ses cellules lithium-ion. Chaque cellule est composée de batteries lithium-ion individuelles, toutes recouvertes d'une feuille de cuivre.
La demande de feuilles de cuivre a atteint des sommets considérables. Le marché des feuilles de cuivre a généré plus de 7 milliards de dollars américains en 2019 et devrait dépasser les 8 milliards de dollars américains en 2026. Cette évolution est due aux mutations de l'industrie automobile, qui promet de passer des moteurs à combustion interne aux batteries lithium-ion. Cependant, l'automobile ne sera pas la seule industrie touchée, car les ordinateurs et autres appareils électroniques utilisent également des feuilles de cuivre. Cela ne fera que garantir une hausse du prix.feuille de cuivrecontinuera d’augmenter au cours de la prochaine décennie.
Les batteries lithium-ion ont été brevetées pour la première fois en 1976 et produites commercialement en masse en 1991. Dans les années qui ont suivi, elles ont gagné en popularité et ont été considérablement améliorées. Compte tenu de leur utilisation dans l'automobile, on peut affirmer sans risque qu'elles trouveront d'autres applications dans un monde dépendant des combustibles, car elles sont rechargeables et plus efficaces. Les batteries lithium-ion représentent l'avenir de l'énergie, mais elles ne sont rien sans la feuille de cuivre.
Date de publication : 25 août 2022