Kupfer ist eines der wichtigsten Metalle der Erde. Ohne es könnten wir Dinge, die wir für selbstverständlich halten, nicht tun, wie das Licht einschalten oder fernsehen. Kupfer ist das Grundmaterial, das Computer zum Laufen bringt. Ohne Kupfer könnten wir nicht Auto fahren. Die Telekommunikation käme zum Erliegen. Und Lithium-Ionen-Akkus wären ohne Kupfer völlig funktionsunfähig.
Lithium-Ionen-Akkus nutzen Metalle wie Kupfer und Aluminium, um elektrische Ladung zu erzeugen. Jeder Lithium-Ionen-Akku besitzt eine Graphitanode, eine Metalloxidkathode und einen Elektrolyten, der durch einen Separator geschützt ist. Beim Laden des Akkus fließen Lithium-Ionen durch den Elektrolyten und sammeln sich zusammen mit Elektronen an der Graphitanode. Wird der Akku vom Stromnetz getrennt, kehren die Ionen zu ihrem Ursprung zurück, und die Elektronen fließen durch den Stromkreis und erzeugen so Strom. Der Akku ist entladen, sobald alle Lithium-Ionen und Elektronen zur Kathode zurückgekehrt sind.
Welche Rolle spielt Kupfer also in Lithium-Ionen-Akkus? Graphit wird bei der Herstellung der Anode mit Kupfer verschmolzen. Kupfer ist oxidationsbeständig. Oxidation ist ein chemischer Prozess, bei dem Elektronen von einem Element an ein anderes abgegeben werden. Dies führt zu Korrosion. Oxidation entsteht, wenn eine Chemikalie und Sauerstoff mit einem Element reagieren, ähnlich wie Eisen durch den Kontakt mit Wasser und Sauerstoff rostet. Kupfer ist praktisch immun gegen Korrosion.
KupferfolieKupfer wird hauptsächlich in Lithium-Ionen-Akkus verwendet, da es keine Größenbeschränkungen gibt. Es kann beliebig lang und dünn sein. Kupfer ist von Natur aus ein starker Stromleiter und ermöglicht gleichzeitig eine gleichmäßige und gute Stromverteilung.
Es gibt zwei Arten von Kupferfolie: Walzkupferfolie und elektrolytische Kupferfolie. Walzkupferfolie wird für Bastelarbeiten und Designs aller Art verwendet. Sie entsteht durch Erhitzen und gleichzeitiges Pressen mit Nudelhölzern. Die Herstellung von elektrolytischer Kupferfolie, die in der Technik Anwendung findet, ist etwas aufwendiger. Zunächst wird hochwertiges Kupfer in Säure gelöst. Dadurch entsteht ein Kupferelektrolyt, der durch ein Verfahren namens galvanische Abscheidung auf das Kupfer aufgebracht wird. Bei diesem Verfahren wird der Kupferelektrolyt mithilfe von Strom in elektrisch geladenen, rotierenden Trommeln auf die Kupferfolie aufgetragen.
Kupferfolie ist nicht fehlerfrei. Sie kann sich verziehen. In diesem Fall können Energiegewinnung und -verteilung stark beeinträchtigt werden. Darüber hinaus ist Kupferfolie anfällig für äußere Einflüsse wie elektromagnetische Signale, Mikrowellenstrahlung und extreme Hitze. Diese Faktoren können die Funktionsfähigkeit der Kupferfolie verringern oder sogar zerstören. Laugen und Säuren können die Wirksamkeit von Kupferfolie angreifen. Aus diesem Grund verwenden Unternehmen wie …CIVENAus Metallen wird eine breite Palette von Kupferfolienprodukten hergestellt.
Sie verwenden abgeschirmte Kupferfolie, die vor Hitze und anderen Störungen schützt. Sie stellen Kupferfolie für spezielle Produkte wie Leiterplatten (PCBs) und flexible Leiterplatten (FCBs) her. Selbstverständlich produzieren sie auch Kupferfolie für Lithium-Ionen-Akkus.
Lithium-Ionen-Akkus werden immer üblicher, insbesondere in Automobilen, da sie Induktionsmotoren wie die von Tesla verwendeten antreiben. Induktionsmotoren haben weniger bewegliche Teile und eine höhere Leistung. Aufgrund des damals nicht verfügbaren Energiebedarfs galten Induktionsmotoren als unerreichbar. Tesla konnte dies mit seinen Lithium-Ionen-Akkuzellen realisieren. Jede Zelle besteht aus einzelnen Lithium-Ionen-Zellen, die jeweils mit Kupferfolie ummantelt sind.
Die Nachfrage nach Kupferfolie hat ein beachtliches Niveau erreicht. Der Markt für Kupferfolie erzielte 2019 einen Umsatz von über 7 Milliarden US-Dollar und wird voraussichtlich bis 2026 auf über 8 Milliarden US-Dollar ansteigen. Dies ist auf den Wandel in der Automobilindustrie zurückzuführen, die von Verbrennungsmotoren auf Lithium-Ionen-Batterien umsteigt. Allerdings wird nicht nur die Automobilindustrie betroffen sein, da auch Computer und andere Elektronikgeräte Kupferfolie verwenden. Dies wird den Preis für Kupferfolie weiter steigern.Kupferfoliewird im kommenden Jahrzehnt weiter steigen.
Lithium-Ionen-Akkus wurden erstmals 1976 patentiert und ab 1991 kommerziell in Serie produziert. In den darauffolgenden Jahren gewannen sie zunehmend an Beliebtheit und wurden erheblich verbessert. Angesichts ihrer Verwendung in Automobilen ist davon auszugehen, dass sie in einer von fossilen Brennstoffen abhängigen Welt weitere Einsatzgebiete finden werden, da sie wiederaufladbar und effizienter sind. Lithium-Ionen-Akkus sind die Zukunft der Energieversorgung, aber ohne Kupferfolie wären sie nutzlos.
Veröffentlichungsdatum: 25. August 2022