Lityum metal folyo, modern batarya teknolojilerinin en popüler anot malzemelerinden biridir. Yüksek teorik kapasitesi ve düşük elektrokimyasal potansiyeli, onu "nihai anot" adayı yapar. Ancak lityumun bu harika özellikleri, onun en büyük zayıflığıyla birlikte gelir: Aşırı Reaktiflik.
Lityum metali, atmosferik nem ve oksijen ile temas ettiği anda reaksiyona girer. Bu durum, folyo yüzeyinde yalıtkan bir tabaka (lityum hidroksit, lityum oksit veya lityum nitrür) oluşmasına neden olur. Bu "paslanma" veya "kararma" süreci, pil performansını dramatik şekilde düşürür ve güvenlik riskleri oluşturur. Peki, lityum metal folyoyu ilk günkü saflığında nasıl saklamalısınız?
Lityum metal folyolar için tartışmasız en güvenli saklama yöntemi, inert (tepkimeye girmeyen) bir atmosferdir.
Ortam: Yüksek saflıkta Argon gazı (%99.999 saflık).
Nem ve Oksijen Seviyesi: İdeal koşul, hem nemin hem de oksijenin 0.1 ppm (milyonda bir kısım) seviyesinin altında olmasıdır.
Neden Azot Değil?: Lityum, oda sıcaklığında bile azot ile reaksiyona girerek "Lityum Nitrür" oluşturabilir. Bu nedenle azot gazı lityum saklamak için uygun değildir; mutlaka Argon kullanılmalıdır.
Eğer bir eldiven kutusu (glove box) içinde sürekli saklama imkanınız yoksa veya malzemeyi transfer etmeniz gerekiyorsa, paketleme materyali çok önemlidir.
Standart Plastik Poşetler Yetersizdir: Lityum atomları ve nem molekülleri, standart polietilen (kilitli) poşetlerden zamanla geçebilir.
Çözüm: Alüminyum laminat poşetler (Pouch cell dış kılıfı malzemesi) veya Mylar çantalar kullanılmalıdır. Bu malzemeler gaz geçirgenliği en düşük olan ticari ambalajlardır.
Uygulama: Folyolar, eldiven kutusu içinde bu poşetlere konulmalı ve vakumlanarak ısıyla yapıştırılmalıdır.
Endüstriyel ölçekli batarya üretim tesislerinde devasa eldiven kutuları kullanmak pratik olmayabilir. Bunun yerine "Kuru Oda" teknolojisi kullanılır.
Çiğlenme Noktası (Dew Point): Ortamdaki nemin -40 derece veya -50 derece (dew point) seviyesinde tutulduğu özel odalardır.
Süre: Lityum folyo bu ortamda kısa süreli işlenebilir (kesme, sarma vb.), ancak uzun süreli depolama için yine de kapalı kaplara ihtiyaç duyar.
Lityum külçeleri (ingot) genellikle mineral yağ veya parafin yağı içinde satılır. Ancak lityum folyo için bu yöntem önerilmez.
Sebep: Yağı folyo yüzeyinden tamamen temizlemek çok zordur. Batarya hücresi üretirken yüzeyde kalan yağ kalıntıları, elektrolit ile istenmeyen reaksiyonlara girebilir ve pilin iç direncini artırır. Folyolar kuru ve inert ortamda saklanmalıdır.
Taze ve saf lityum folyo, parlak gümüşi metalik bir renge sahiptir. Saklama koşulları ihlal edilirse şunlar gözlemlenir:
Matlaşma/Grileşme: Oksit tabakası oluşumunun ilk evresidir.
Beyaz Tozlanma: Lityum Oksit ve Lityum Hidroksit oluşumu (nem aldığının işaretidir).
Siyahlaşma: Lityum Nitrür oluşumu (Azot ile temas ettiğinin işaretidir).
Bu tabakalar elektriksel iletkenliği bozar ve pil yapımında kullanıldığında "ölü" bir hücreye neden olur.
Lityum metal yangınlarında ASLA SU KULLANMAYIN. Su, lityum ile patlayıcı bir reaksiyona girer ve hidrojen gazı açığa çıkarır.
Saklama alanında mutlaka D Sınıfı (Metal Yangını) yangın söndürücü veya bir kova kuru kum bulundurun.
