ਰੀਚਾਰਜ ਹੋਣ ਯੋਗ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਾਡੇ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਜੀਵਨ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਨੂੰ ਪਾਵਰ ਦੇਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਲੈਪਟਾਪ ਅਤੇ ਸੈੱਲਫੋਨ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਕਾਰਾਂ ਤੱਕ। ਅੱਜ-ਕੱਲ੍ਹ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੈੱਲ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਤਰਲ ਘੋਲ, ਜਿਸਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।

ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਕਿਸੇ ਯੰਤਰ ਨੂੰ ਪਾਵਰ ਦਿੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇ, ਜਾਂ ਐਨੋਡ ਤੋਂ, ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਰਾਹੀਂ, ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇ, ਜਾਂ ਕੈਥੋਡ ਵੱਲ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਰੀਚਾਰਜ ਕੀਤੀ ਜਾ ਰਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਆਇਨ ਕੈਥੋਡ ਤੋਂ ਦੂਜੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਰਾਹੀਂ, ਐਨੋਡ ਵੱਲ ਵਹਿੰਦੇ ਹਨ।

ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਜੋ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ: ਜਦੋਂ ਜ਼ਿਆਦਾ ਚਾਰਜ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਉਹ ਅੱਗ ਫੜ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦਾ ਇੱਕ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਵਿਕਲਪ ਇੱਕ ਅਜਿਹੀ ਬੈਟਰੀ ਬਣਾਉਣਾ ਹੈ ਜੋ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਲਿਜਾਣ ਲਈ ਇੱਕ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਪਿਛਲੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਤੋਂ ਪਤਾ ਲੱਗਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਕਾਰਨ ਛੋਟੇ ਧਾਤੂ ਵਿਕਾਸ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਬੈਟਰੀ ਚਾਰਜ ਹੋਣ ਵੇਲੇ ਐਨੋਡ ਉੱਤੇ ਬਣਦੇ ਸਨ। ਇਹ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਘੱਟ ਕਰੰਟ 'ਤੇ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਉਹ ਵਰਤੋਂ ਯੋਗ ਨਹੀਂ ਹੋ ਜਾਂਦੀਆਂ।

ਡੈਨਡਰਾਈਟ ਦਾ ਵਾਧਾ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸੀਮਾ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਛੋਟੀਆਂ ਕਮੀਆਂ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਭਾਰਤ ਵਿੱਚ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਡੈਨਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰਨ ਦਾ ਇੱਕ ਤਰੀਕਾ ਖੋਜਿਆ ਹੈ। ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਜੋੜ ਕੇ, ਉਹ ਡੈਨਡਰਾਈਟਸ ਨੂੰ ਐਨੋਡ ਵਿੱਚ ਵਧਣ ਤੋਂ ਰੋਕ ਸਕਦੇ ਹਨ।

ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਸ ਪਤਲੀ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਨੂੰ ਸੰਭਾਵਿਤ ਧਾਤਾਂ ਵਜੋਂ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਦੀ ਚੋਣ ਕੀਤੀ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਨਾ ਤਾਂ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਨਾ ਹੀ ਟੰਗਸਟਨ, ਜਾਂ ਮਿਸ਼ਰਤ, ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਲ ਮਿਲਦੇ ਹਨ। ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦਾ ਮੰਨਣਾ ਸੀ ਕਿ ਇਸ ਨਾਲ ਲਿਥੀਅਮ ਵਿੱਚ ਨੁਕਸ ਬਣਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਘੱਟ ਜਾਵੇਗੀ। ਜੇਕਰ ਚੁਣੀ ਗਈ ਧਾਤ ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਲ ਮਿਸ਼ਰਤ ਬਣ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਥੋੜ੍ਹੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਧਾਤ ਦੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਲਿਥੀਅਮ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਕਿਸਮ ਦੀ ਨੁਕਸ ਛੱਡ ਦੇਵੇਗਾ ਜਿਸਨੂੰ ਇੱਕ ਖਾਲੀ ਥਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿੱਥੇ ਇੱਕ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਫਿਰ ਬਣ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਦੀ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ੀਲਤਾ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ, ਤਿੰਨ ਕਿਸਮਾਂ ਦੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਇਕੱਠੀਆਂ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ: ਇੱਕ ਲਿਥੀਅਮ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਦੀ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਵਾਲੀ, ਇੱਕ ਟੰਗਸਟਨ ਦੀ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਵਾਲੀ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਬਿਨਾਂ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਵਾਲੀ।

ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿਚਕਾਰ ਸੀਮਾ ਨੂੰ ਧਿਆਨ ਨਾਲ ਦੇਖਣ ਲਈ ਇੱਕ ਉੱਚ ਸ਼ਕਤੀ ਵਾਲੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ, ਜਿਸਨੂੰ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਨਮੂਨੇ ਵਿੱਚ ਛੋਟੇ ਪਾੜੇ ਅਤੇ ਛੇਕ ਦੇਖੇ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਨਹੀਂ ਸੀ, ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਕਿ ਇਹ ਖਾਮੀਆਂ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਦੇ ਵਧਣ ਲਈ ਸੰਭਾਵਤ ਸਥਾਨ ਹਨ। ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਪਰਤਾਂ ਵਾਲੀਆਂ ਦੋਵੇਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨਿਰਵਿਘਨ ਅਤੇ ਨਿਰੰਤਰ ਦਿਖਾਈ ਦਿੱਤੀਆਂ।

ਪਹਿਲੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ, ਹਰੇਕ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ 24 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਇੱਕ ਨਿਰੰਤਰ ਬਿਜਲੀ ਦਾ ਕਰੰਟ ਚਲਾਇਆ ਗਿਆ। ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਹੋ ਗਈ ਅਤੇ ਪਹਿਲੇ 9 ਘੰਟਿਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਅਸਫਲ ਹੋ ਗਈ, ਸ਼ਾਇਦ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਕਾਰਨ। ਇਸ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਜਾਂ ਟੰਗਸਟਨ ਵਾਲੀ ਕੋਈ ਵੀ ਬੈਟਰੀ ਅਸਫਲ ਨਹੀਂ ਹੋਈ।

ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿ ਕਿਹੜੀ ਧਾਤ ਦੀ ਪਰਤ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਬਿਹਤਰ ਸੀ, ਸਿਰਫ਼ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਪਰਤ ਦੇ ਨਮੂਨਿਆਂ 'ਤੇ ਇੱਕ ਹੋਰ ਪ੍ਰਯੋਗ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਇਸ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ, ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਵਧਦੀ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਦੁਆਰਾ ਚੱਕਰ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ, ਪਿਛਲੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਗਏ ਕਰੰਟ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਕਦਮ 'ਤੇ ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਵਧਦੇ ਹੋਏ।

ਜਿਸ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਹੋਈ ਸੀ, ਉਸਨੂੰ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਪਰਤ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਕਰੰਟ ਦੇ ਤਿੰਨ ਗੁਣਾ 'ਤੇ ਅਸਫਲ ਹੋ ਗਈ, ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਪਰਤ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਕਰੰਟ ਦੇ ਪੰਜ ਗੁਣਾ ਤੋਂ ਵੱਧ 'ਤੇ ਅਸਫਲ ਹੋ ਗਈ। ਇਹ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਟੰਗਸਟਨ ਨੇ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਨੂੰ ਪਛਾੜ ਦਿੱਤਾ।

ਦੁਬਾਰਾ ਫਿਰ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿਚਕਾਰ ਸੀਮਾ ਦਾ ਮੁਆਇਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਦੇਖਿਆ ਕਿ ਪਿਛਲੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ ਮਾਪੀ ਗਈ ਨਾਜ਼ੁਕ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਦੇ ਦੋ ਤਿਹਾਈ ਹਿੱਸੇ 'ਤੇ ਧਾਤ ਦੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਖਾਲੀ ਥਾਂਵਾਂ ਬਣਨੀਆਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਗਈਆਂ ਸਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਨਾਜ਼ੁਕ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਦੇ ਇੱਕ ਤਿਹਾਈ ਹਿੱਸੇ 'ਤੇ ਖਾਲੀ ਥਾਂਵਾਂ ਮੌਜੂਦ ਨਹੀਂ ਸਨ। ਇਸ ਨੇ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕੀਤੀ ਕਿ ਖਾਲੀ ਥਾਂਵਾਂ ਦਾ ਗਠਨ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਫਿਰ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਹ ਸਮਝਣ ਲਈ ਕੰਪਿਊਟੇਸ਼ਨਲ ਗਣਨਾਵਾਂ ਚਲਾਈਆਂ ਕਿ ਲਿਥੀਅਮ ਇਹਨਾਂ ਧਾਤਾਂ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਟੰਗਸਟਨ ਅਤੇ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਦੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਣ ਵੇਲੇ ਖਾਲੀ ਥਾਂਵਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਵਧੇਰੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਨਾਲ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿਸੇ ਹੋਰ ਕਿਸਮ ਦੀ ਧਾਤ ਦੀ ਚੋਣ ਕਰਨਾ ਆਸਾਨ ਹੋ ਜਾਵੇਗਾ।

ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਹੈ ਕਿ ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਜੋੜੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬੈਟਰੀਆਂ ਵਧੇਰੇ ਭਰੋਸੇਮੰਦ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਹ ਵੀ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਇੱਕ ਧਾਤ ਨੂੰ ਦੂਜੀ ਉੱਤੇ ਚੁਣਨ ਨਾਲ, ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਦੀ ਬਜਾਏ ਟੰਗਸਟਨ, ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵੀ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੱਕ ਚੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਨਾਲ ਉਹ ਅੱਜ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਦੇ ਇੱਕ ਕਦਮ ਦੇ ਨੇੜੇ ਆ ਜਾਣਗੇ।