지구상에서 가장 필수적인 금속 중 하나는 구리입니다. 구리가 없으면 전등을 켜거나 TV를 보는 것과 같이 우리가 당연하게 여기는 일들을 할 수 없습니다. 구리는 컴퓨터가 작동하는 데 필수적인 요소입니다. 구리가 없다면 자동차를 타고 이동할 수 없을 것이고, 통신도 완전히 마비될 것이며, 리튬 이온 배터리도 작동하지 않을 것입니다.
리튬 이온 배터리는 구리나 알루미늄과 같은 금속을 사용하여 전기 에너지를 생성합니다. 각 리튬 이온 배터리는 흑연 양극, 금속 산화물 음극, 그리고 분리막으로 보호되는 전해질로 구성됩니다. 배터리를 충전하면 리튬 이온이 전해질을 통해 흐르면서 흑연 양극에 모이고, 전자는 연결부를 통해 전달됩니다. 배터리 플러그를 뽑으면 이온은 원래 있던 곳으로 돌아가고 전자는 회로를 통해 흐르면서 전기를 생성합니다. 모든 리튬 이온과 전자가 음극으로 돌아가면 배터리는 방전됩니다.
그렇다면 리튬 이온 배터리에서 구리는 어떤 역할을 할까요? 양극을 만들 때 흑연과 구리를 융합합니다. 구리는 산화에 강한데, 산화는 한 원소의 전자가 다른 원소로 이동하는 화학 반응으로 부식을 일으킵니다. 산화는 화학 물질과 산소가 어떤 원소와 반응할 때 발생하는데, 예를 들어 철이 물과 산소에 닿으면 녹이 스는 것과 같습니다. 구리는 본질적으로 부식에 강합니다.
구리 호일구리는 크기에 제한이 없기 때문에 주로 리튬 이온 배터리에 사용됩니다. 원하는 만큼 길게, 원하는 만큼 얇게 만들 수 있습니다. 구리는 본질적으로 강력한 전류 수집 소재일 뿐만 아니라 전류를 고르게 분산시키는 특성도 가지고 있습니다.
구리 호일에는 압연 구리 호일과 전해 구리 호일 두 종류가 있습니다. 일반적인 압연 구리 호일은 모든 공예 및 디자인 분야에 사용됩니다. 이는 열을 가하면서 롤링핀으로 눌러 압축하는 방식으로 만들어집니다. 기술 분야에 사용되는 전해 구리 호일은 제조 과정이 조금 더 복잡합니다. 먼저 고품질 구리를 산에 녹입니다. 이렇게 만들어진 구리 전해액에 전해 도금이라는 과정을 거쳐 구리를 코팅합니다. 이 과정에서는 전기가 흐르는 회전 드럼 안에서 전기를 이용하여 구리 호일에 전해액을 입힙니다.
구리 호일도 단점이 없는 것은 아닙니다. 구리 호일은 휘어질 수 있습니다. 휘어지면 에너지 수집 및 분산에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 더욱이 구리 호일은 전자기 신호, 마이크로파 에너지, 극심한 열과 같은 외부 요인의 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 요인들은 구리 호일의 정상적인 작동 능력을 저하시키거나 심지어 파괴할 수도 있습니다. 알칼리 및 기타 산성 물질은 구리 호일의 효과를 저해할 수 있습니다. 이러한 이유로 다음과 같은 회사들이 구리 호일의 성능을 개선하기 위해 노력하고 있습니다.주어진금속을 이용하여 매우 다양한 구리 호일 제품을 만들 수 있습니다.
이 회사들은 열과 기타 간섭을 차단하는 차폐 구리 호일을 생산합니다. 인쇄 회로 기판(PCB)이나 플렉서블 회로 기판(FCB)과 같은 특정 제품에 사용되는 구리 호일을 만들며, 당연히 리튬 이온 배터리용 구리 호일도 생산합니다.
리튬 이온 배터리는 특히 테슬라에서 생산하는 것과 같은 유도 모터에 동력을 공급하는 자동차 분야에서 점차 보편화되고 있습니다. 유도 모터는 움직이는 부품 수가 적고 성능이 뛰어납니다. 과거에는 요구되는 전력량을 충족할 만한 기술력이 없었기 때문에 유도 모터는 실현 불가능한 것으로 여겨졌습니다. 하지만 테슬라는 리튬 이온 배터리 셀을 개발하여 이를 현실로 만들었습니다. 각 셀은 구리 호일로 코팅된 여러 개의 리튬 이온 배터리로 구성됩니다.
구리 호일 수요가 상당히 증가했습니다. 구리 호일 시장은 2019년에 70억 달러 이상의 규모를 기록했으며, 2026년에는 80억 달러 이상으로 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 자동차 산업이 내연기관에서 리튬 이온 배터리로 전환하려는 움직임에 기인합니다. 하지만 자동차 산업뿐만 아니라 컴퓨터 및 기타 전자 제품에도 구리 호일이 사용되므로 이러한 추세는 구리 호일 가격 상승으로 이어질 것입니다.구리 호일향후 10년 동안 계속해서 상승할 것입니다.
리튬 이온 배터리는 1976년에 처음 특허를 받았고, 1991년에 상용 대량 생산에 들어갔습니다. 이후 리튬 이온 배터리는 더욱 널리 보급되고 성능도 크게 향상되었습니다. 자동차에 널리 사용되는 것을 보면, 충전이 가능하고 효율성이 뛰어나다는 장점 덕분에 내연기관에 의존하는 에너지 세계에서 앞으로도 다양한 용도로 활용될 것이 분명합니다. 리튬 이온 배터리는 미래 에너지의 핵심이지만, 구리 호일이 없었다면 존재할 수 없었을 것입니다.
게시 시간: 2022년 8월 25일