ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள், மடிக்கணினிகள் மற்றும் செல்போன்கள் முதல் மின்சார கார்கள் வரை நமது அன்றாட வாழ்வில் பல மின்னணு சாதனங்களுக்கு சக்தி அளிக்கப் பயன்படுகிறது.இன்று சந்தையில் உள்ள லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் பொதுவாக கலத்தின் மையத்தில் எலக்ட்ரோலைட் எனப்படும் திரவக் கரைசலை நம்பியுள்ளன.

பேட்டரி ஒரு சாதனத்தை இயக்கும் போது, ​​லித்தியம் அயனிகள் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட முனை அல்லது நேர்மின்முனையிலிருந்து திரவ எலக்ட்ரோலைட் வழியாக நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட முனை அல்லது கேத்தோடிற்கு நகரும்.பேட்டரி ரீசார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​​​அயனிகள் கேத்தோடிலிருந்து மற்ற திசையில் எலக்ட்ரோலைட் வழியாக அனோடிற்கு பாய்கின்றன.

திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளை நம்பியிருக்கும் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் ஒரு பெரிய பாதுகாப்புச் சிக்கலைக் கொண்டுள்ளன: அதிக சார்ஜ் அல்லது ஷார்ட் சர்க்யூட் ஏற்படும் போது அவை தீப்பிடித்துக்கொள்ளலாம்.திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு பாதுகாப்பான மாற்றாக, அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே லித்தியம் அயனிகளை கொண்டு செல்ல திட எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்தும் பேட்டரியை உருவாக்குவது.

இருப்பினும், முந்தைய ஆய்வுகள், ஒரு திடமான எலக்ட்ரோலைட் டென்ட்ரைட்டுகள் எனப்படும் சிறிய உலோக வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது, இது பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் போது அனோடில் உருவாகும்.இந்த டென்ட்ரைட்டுகள் குறைந்த மின்னோட்டத்தில் பேட்டரிகளை ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்து, அவற்றைப் பயன்படுத்த முடியாததாக ஆக்குகிறது.

டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியானது எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் நேர்மின்முனைக்கும் இடையிலான எல்லையில் எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள சிறிய குறைபாடுகளில் தொடங்குகிறது.டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியை மெதுவாக்குவதற்கான வழியை இந்திய விஞ்ஞானிகள் சமீபத்தில் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் அனோடிற்கு இடையில் ஒரு மெல்லிய உலோக அடுக்கைச் சேர்ப்பதன் மூலம், அவை டென்ட்ரைட்டுகளை அனோடில் வளர்வதைத் தடுக்கலாம்.

இந்த மெல்லிய உலோக அடுக்கை உருவாக்க விஞ்ஞானிகள் அலுமினியம் மற்றும் டங்ஸ்டனை சாத்தியமான உலோகங்களாக ஆய்வு செய்தனர்.ஏனெனில், அலுமினியம் அல்லது டங்ஸ்டன் ஆகியவை லித்தியத்துடன் கலக்கவில்லை.இது லித்தியத்தில் குறைபாடுகள் உருவாகும் வாய்ப்பைக் குறைக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்பினர்.தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உலோகம் லித்தியத்துடன் கலந்திருந்தால், சிறிய அளவிலான லித்தியம் காலப்போக்கில் உலோக அடுக்குக்குள் செல்லலாம்.இது லித்தியத்தில் வெற்றிடமாக அழைக்கப்படும் ஒரு வகை குறைபாட்டை விட்டுவிடும், அங்கு ஒரு டென்ட்ரைட் உருவாகலாம்.

உலோக அடுக்கின் செயல்திறனைச் சோதிப்பதற்காக, மூன்று வகையான பேட்டரிகள் சேகரிக்கப்பட்டன: ஒன்று லித்தியம் அனோட் மற்றும் திட எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையில் அலுமினியத்தின் மெல்லிய அடுக்கு, டங்ஸ்டனின் மெல்லிய அடுக்கு மற்றும் உலோக அடுக்கு இல்லாத ஒன்று.

மின்கலங்களைச் சோதிப்பதற்கு முன், விஞ்ஞானிகள் அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் இடையே உள்ள எல்லையை உன்னிப்பாகப் பார்க்க, ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் எனப்படும் உயர் ஆற்றல் கொண்ட நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தினர்.உலோக அடுக்கு இல்லாத மாதிரியில் சிறிய இடைவெளிகளையும் துளைகளையும் அவர்கள் கண்டனர், இந்த குறைபாடுகள் டென்ட்ரைட்டுகள் வளர வாய்ப்புள்ள இடங்கள் என்று குறிப்பிட்டனர்.அலுமினியம் மற்றும் டங்ஸ்டன் அடுக்குகளைக் கொண்ட இரண்டு பேட்டரிகளும் மென்மையாகவும் தொடர்ச்சியாகவும் காணப்பட்டன.

முதல் சோதனையில், 24 மணிநேரம் ஒவ்வொரு பேட்டரியிலும் ஒரு நிலையான மின்சாரம் சுழற்சி செய்யப்பட்டது.மெட்டாலிக் லேயர் இல்லாத பேட்டரி ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்யப்பட்டு முதல் 9 மணி நேரத்திற்குள் செயலிழந்தது, டென்ட்ரைட் வளர்ச்சி காரணமாக இருக்கலாம்.இந்த ஆரம்ப பரிசோதனையில் அலுமினியம் அல்லது டங்ஸ்டன் கொண்ட பேட்டரி எதுவும் தோல்வியடையவில்லை.

டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியை நிறுத்துவதில் எந்த உலோக அடுக்கு சிறந்தது என்பதை தீர்மானிக்க, அலுமினியம் மற்றும் டங்ஸ்டன் அடுக்கு மாதிரிகளில் மற்றொரு சோதனை செய்யப்பட்டது.இந்தச் சோதனையில், முந்தைய பரிசோதனையில் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்டத்தில் தொடங்கி, ஒவ்வொரு அடியிலும் ஒரு சிறிய அளவு அதிகரித்து, மின்னோட்ட அடர்த்தியை அதிகரிப்பதன் மூலம் பேட்டரிகள் சுழற்சி செய்யப்பட்டன.

பேட்டரி ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்யப்பட்ட தற்போதைய அடர்த்தியானது டென்ட்ரைட் வளர்ச்சிக்கான முக்கியமான மின்னோட்ட அடர்த்தியாக நம்பப்படுகிறது.அலுமினிய அடுக்கு கொண்ட பேட்டரி தொடக்க மின்னோட்டத்தை விட மூன்று மடங்கு தோல்வியடைந்தது, மேலும் டங்ஸ்டன் லேயர் கொண்ட பேட்டரி தொடக்க மின்னோட்டத்தை விட ஐந்து மடங்கு அதிகமாக தோல்வியடைந்தது.இந்த சோதனையானது டங்ஸ்டன் அலுமினியத்தை மிஞ்சியது என்பதைக் காட்டுகிறது.

மீண்டும், விஞ்ஞானிகள் ஒரு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையிலான எல்லையை ஆய்வு செய்தனர்.முந்தைய பரிசோதனையில் அளவிடப்பட்ட முக்கியமான மின்னோட்ட அடர்த்தியின் மூன்றில் இரண்டு பங்கு உலோக அடுக்கில் வெற்றிடங்கள் உருவாகத் தொடங்கியதை அவர்கள் கண்டனர்.இருப்பினும், முக்கியமான மின்னோட்ட அடர்த்தியில் மூன்றில் ஒரு பங்கு வெற்றிடங்கள் இல்லை.வெற்றிட உருவாக்கம் டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியைத் தொடர்கிறது என்பதை இது உறுதிப்படுத்தியது.

ஆற்றல் மற்றும் வெப்பநிலை மாற்றங்களுக்கு டங்ஸ்டன் மற்றும் அலுமினியம் எவ்வாறு பிரதிபலிக்கிறது என்பதைப் பற்றி நமக்குத் தெரிந்ததைப் பயன்படுத்தி, இந்த உலோகங்களுடன் லித்தியம் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள விஞ்ஞானிகள் கணக்கீட்டு கணக்கீடுகளை நடத்தினர்.அலுமினிய அடுக்குகள் உண்மையில் லித்தியத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது வெற்றிடங்கள் உருவாக அதிக வாய்ப்பு உள்ளது என்பதை அவர்கள் நிரூபித்துள்ளனர்.இந்தக் கணக்கீடுகளைப் பயன்படுத்துவது எதிர்காலத்தில் சோதிக்க மற்றொரு வகை உலோகத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதை எளிதாக்கும்.

எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் அனோட் இடையே ஒரு மெல்லிய உலோக அடுக்கு சேர்க்கப்படும் போது திட எலக்ட்ரோலைட் பேட்டரிகள் மிகவும் நம்பகமானவை என்று இந்த ஆய்வு காட்டுகிறது.அலுமினியத்திற்குப் பதிலாக ஒரு உலோகத்தை மற்றொன்றைத் தேர்ந்தெடுப்பது, இந்த விஷயத்தில் டங்ஸ்டனைத் தேர்ந்தெடுப்பது பேட்டரிகளை இன்னும் நீண்ட காலம் நீடிக்கச் செய்யும் என்பதையும் விஞ்ஞானிகள் நிரூபித்துள்ளனர்.இந்த வகை பேட்டரிகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவது, இன்று சந்தையில் உள்ள அதிக எரியக்கூடிய திரவ எலக்ட்ரோலைட் பேட்டரிகளை மாற்றுவதற்கு ஒரு படி மேலே கொண்டு வரும்.