ዳግም ሊሞሉ የሚችሉ የሊቲየም ion ባትሪዎች በዕለት ተዕለት ሕይወታችን ውስጥ ብዙ ኤሌክትሮኒክስ ዕቃዎችን ከላፕቶፖች እና ከሞባይል ስልኮች እስከ ኤሌክትሪክ መኪኖች ድረስ ያገለግላሉ።ዛሬ በገበያ ላይ ያሉት የሊቲየም ion ባትሪዎች በሴሉ መሃል ላይ ኤሌክትሮላይት በሚባል ፈሳሽ መፍትሄ ላይ ይመረኮዛሉ።

ባትሪው መሳሪያውን በሚያጎናጽፍበት ጊዜ ሊቲየም ions በአሉታዊ ኃይል ከተሞላው ጫፍ ወይም አኖድ በፈሳሽ ኤሌክትሮላይት በኩል ወደ ፖዘቲቭ ቻርጅ ጫፍ ወይም ካቶድ ይንቀሳቀሳሉ።ባትሪው በሚሞላበት ጊዜ, ions ወደ ሌላኛው አቅጣጫ ከካቶድ, በኤሌክትሮላይት በኩል ወደ አኖድ ይጎርፋሉ.

በፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶች ላይ የሚመረኮዙ የሊቲየም ion ባትሪዎች ከፍተኛ የደህንነት ጉዳይ አላቸው፡ ከመጠን በላይ ሲሞሉ ወይም አጭር ዙር ሲደረግ በእሳት ይያዛሉ።ከፈሳሽ ኤሌክትሮላይቶች የበለጠ አስተማማኝ አማራጭ በአኖድ እና በካቶድ መካከል የሊቲየም ionዎችን ለመሸከም ጠንካራ ኤሌክትሮላይት የሚጠቀም ባትሪ መገንባት ነው።

ይሁን እንጂ ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች እንደሚያሳዩት ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ወደ ትናንሽ ሜታሊካዊ እድገቶች ያመራል, ዴንድሬትስ ይባላሉ, ይህም ባትሪው በሚሞላበት ጊዜ በአኖድ ላይ ይገነባሉ.እነዚህ dendrites ባትሪዎችን ዝቅተኛ ጅረት ላይ አጭር የወረዳ, እነሱን መጠቀም የማይችሉ ያደርጋቸዋል.

የዴንድሪት እድገት በኤሌክትሮላይት እና በአኖድ መካከል ባለው ድንበር ላይ ባለው ኤሌክትሮላይት ውስጥ በሚገኙ ጥቃቅን ጉድለቶች ይጀምራል.በህንድ የሚገኙ ሳይንቲስቶች በቅርቡ የዴንድራይት እድገትን የሚቀንስበትን መንገድ አግኝተዋል።በኤሌክትሮላይት እና በአኖድ መካከል ቀጭን የብረት ሽፋን በመጨመር ዴንደሬትስ ወደ አኖድ እንዳይበቅል ማድረግ ይችላሉ።

ሳይንቲስቶቹ ይህንን ቀጭን የብረት ሽፋን ለመገንባት አልሙኒየም እና ቱንግስተን በተቻለ መጠን ለማጥናት መርጠዋል።ይህ የሆነበት ምክንያት አልሙኒየምም ሆነ የተንግስተን ቅልቅል ወይም ቅይጥ ከሊቲየም ጋር ስለሌለ ነው።ሳይንቲስቶች ይህ በሊቲየም ውስጥ የሚፈጠሩ ጉድለቶችን የመቀነስ እድልን እንደሚቀንስ ያምኑ ነበር።የተመረጠው ብረት ከሊቲየም ጋር ቅይጥ ካደረገ ፣ ትንሽ መጠን ያለው ሊቲየም በጊዜ ሂደት ወደ ብረት ንብርብር ሊገባ ይችላል።ይህ በሊቲየም ውስጥ ዴንራይት ሊፈጠር በሚችልበት ባዶ የሚባል ጉድለት ይተወዋል።

የብረታ ብረት ንብርብርን ውጤታማነት ለመፈተሽ ሶስት ዓይነት ባትሪዎች ተሰብስበዋል-አንድ ቀጭን የአሉሚኒየም ሽፋን በሊቲየም አኖድ እና በጠንካራ ኤሌክትሮላይት መካከል, አንድ ቀጭን የተንግስተን ንብርብር እና አንድ የብረት ሽፋን የሌለው.

ሳይንቲስቶቹ ባትሪዎቹን ከመሞከራቸው በፊት በአኖድ እና በኤሌክትሮላይት መካከል ያለውን ድንበር በቅርበት ለመመልከት ስካኒንግ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ የተባለ ከፍተኛ ሃይል ያለው ማይክሮስኮፕ ተጠቅመዋል።በናሙናው ውስጥ ምንም የብረት ሽፋን የሌላቸው ትናንሽ ክፍተቶችን እና ቀዳዳዎችን አይተዋል, እነዚህ ጉድለቶች ለዴንራይተስ የሚበቅሉባቸው ቦታዎች መሆናቸውን በመጥቀስ.ሁለቱም የአሉሚኒየም እና የተንግስተን ንብርብሮች ያሉት ባትሪዎች ለስላሳ እና ቀጣይነት ያላቸው ይመስላሉ.

በመጀመሪያው ሙከራ ቋሚ የኤሌክትሪክ ፍሰት በእያንዳንዱ ባትሪ ለ24 ሰአታት በብስክሌት ተዘዋውሯል።ምንም ሜታሊክ ንብርብር የሌለው ባትሪው አጭር ዙር እና በመጀመሪያዎቹ 9 ሰአታት ውስጥ ወድቋል፣ በዴንድሪት እድገት ምክንያት ሊሆን ይችላል።በዚህ የመጀመሪያ ሙከራ ውስጥ የትኛውም ባትሪ አልሙኒየም ወይም ቱንግስተን አልተሳካም።

የዴንድሪት እድገትን ለማስቆም የትኛው የብረት ንብርብር የተሻለ እንደሆነ ለማወቅ, በአሉሚኒየም እና በተንግስተን ንብርብር ናሙናዎች ላይ ሌላ ሙከራ ተካሂዷል.በዚህ ሙከራ፣ ባትሪዎቹ በባለፈው ሙከራ ከአሁኑ ጀምሮ እና በእያንዳንዱ ደረጃ በትንሽ መጠን በመጨመር የአሁን እፍጋቶችን በመጨመር በብስክሌት እንዲዞሩ ተደርገዋል።

ባትሪው አጭር ዙር የተደረገበት የአሁኑ ጥግግት ለዴንዳይት እድገት ወሳኝ የአሁኑ እፍጋት ነው ተብሎ ይታመን ነበር።የአሉሚኒየም ንብርብር ያለው ባትሪ የመነሻውን ጅረት በሶስት እጥፍ ወድቋል፣ እና የተንግስተን ንብርብር ያለው ባትሪ ከመነሻው አምስት እጥፍ በላይ ወድቋል።ይህ ሙከራ ቱንግስተን ከአሉሚኒየም የተሻለ መሆኑን ያሳያል።

እንደገና፣ ሳይንቲስቶች በአኖድ እና በኤሌክትሮላይት መካከል ያለውን ድንበር ለመመርመር የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕን ተጠቅመዋል።በቀደመው ሙከራ ከተመዘኑት ወሳኝ የአሁን እፍጋቶች በሁለት ሶስተኛው ላይ ክፍተቶች በብረት ንብርብር ውስጥ መፈጠር መጀመራቸውን አይተዋል።ነገር ግን፣ ከአሁኑ ወሳኝ ጥግግት አንድ ሶስተኛው ላይ ክፍተቶች አልተገኙም።ይህ ባዶ መፈጠር የዴንድሪት እድገትን እንደሚቀጥል አረጋግጧል.

ሳይንቲስቶቹ ቱንግስተን እና አልሙኒየም ለሃይል እና የሙቀት ለውጥ እንዴት ምላሽ እንደሚሰጡ የምናውቀውን በመጠቀም ሊቲየም ከእነዚህ ብረቶች ጋር እንዴት እንደሚገናኝ ለመረዳት የኮምፒውቲሽናል ስሌቶችን ሰሩ።ከሊቲየም ጋር በሚገናኙበት ጊዜ የአሉሚኒየም ንብርብሮች ለባዶነት የመፈጠር እድላቸው ከፍ ያለ መሆኑን አሳይተዋል።እነዚህን ስሌቶች በመጠቀም ለወደፊቱ ለመሞከር ሌላ ዓይነት ብረትን ለመምረጥ ቀላል ያደርገዋል.

ይህ ጥናት እንደሚያሳየው ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ባትሪዎች በኤሌክትሮላይት እና በአኖድ መካከል ቀጭን ብረት ሽፋን ሲጨመሩ የበለጠ አስተማማኝ ናቸው.ሳይንቲስቶቹም አንድ ብረት ከሌላው ይልቅ በዚህ ጉዳይ ላይ ከአሉሚኒየም ይልቅ ቱንግስተንን መምረጥ ባትሪዎች ረዘም ላለ ጊዜ እንዲቆዩ እንደሚያደርግ አሳይተዋል.የእነዚህ አይነት ባትሪዎች አፈፃፀምን ማሻሻል ዛሬ በገበያ ላይ ያለውን በጣም ተቀጣጣይ ፈሳሽ ኤሌክትሮላይት ባትሪዎችን ለመተካት አንድ እርምጃ ያመጣቸዋል.