ਰੀਚਾਰਜ ਹੋਣ ਯੋਗ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਾਡੇ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਜੀਵਨ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਪਾਵਰ ਦੇਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਲੈਪਟਾਪ ਅਤੇ ਸੈਲਫੋਨ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਕਾਰਾਂ ਤੱਕ।ਅੱਜ ਮਾਰਕੀਟ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੈੱਲ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਤਰਲ ਘੋਲ, ਜਿਸਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਕਿਸੇ ਯੰਤਰ ਨੂੰ ਪਾਵਰ ਕਰ ਰਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਚਾਰਜ ਕੀਤੇ ਸਿਰੇ ਤੋਂ, ਜਾਂ ਐਨੋਡ, ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਰਾਹੀਂ, ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇ, ਜਾਂ ਕੈਥੋਡ ਤੱਕ ਚਲੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਰੀਚਾਰਜ ਕੀਤੀ ਜਾ ਰਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਆਇਨ ਕੈਥੋਡ ਤੋਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਰਾਹੀਂ, ਐਨੋਡ ਤੱਕ ਦੂਜੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵੱਲ ਵਹਿ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

ਲਿਥਿਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਜੋ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਸਮੱਸਿਆ ਹੁੰਦੀ ਹੈ: ਓਵਰਚਾਰਜ ਜਾਂ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਹੋਣ 'ਤੇ ਉਹ ਅੱਗ ਲੱਗ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ।ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦਾ ਇੱਕ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਵਿਕਲਪ ਇੱਕ ਬੈਟਰੀ ਬਣਾਉਣਾ ਹੈ ਜੋ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਵਿਚਕਾਰ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਲਿਜਾਣ ਲਈ ਇੱਕ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਪਿਛਲੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਛੋਟੇ ਧਾਤੂ ਵਿਕਾਸ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਚਾਰਜ ਹੋਣ ਵੇਲੇ ਐਨੋਡ ਉੱਤੇ ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਇਹ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਘੱਟ ਕਰੰਟਾਂ 'ਤੇ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਵਰਤੋਂਯੋਗ ਨਹੀਂ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦਾ ਵਾਧਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਵਿਚਕਾਰ ਸੀਮਾ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀਆਂ ਛੋਟੀਆਂ ਖਾਮੀਆਂ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਭਾਰਤ ਵਿੱਚ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰਨ ਦਾ ਇੱਕ ਤਰੀਕਾ ਲੱਭਿਆ ਹੈ।ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਜੋੜ ਕੇ, ਉਹ ਡੈਨਡ੍ਰਾਈਟਸ ਨੂੰ ਐਨੋਡ ਵਿੱਚ ਵਧਣ ਤੋਂ ਰੋਕ ਸਕਦੇ ਹਨ।

ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਸ ਪਤਲੀ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸੰਭਵ ਧਾਤਾਂ ਵਜੋਂ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨਾ ਚੁਣਿਆ।ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਲ ਨਾ ਤਾਂ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਨਾ ਹੀ ਟੰਗਸਟਨ ਮਿਸ਼ਰਣ, ਜਾਂ ਮਿਸ਼ਰਤ ਮਿਸ਼ਰਤ।ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦਾ ਮੰਨਣਾ ਹੈ ਕਿ ਇਸ ਨਾਲ ਲਿਥੀਅਮ ਵਿੱਚ ਖਾਮੀਆਂ ਬਣਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਘੱਟ ਜਾਵੇਗੀ।ਜੇਕਰ ਚੁਣੀ ਗਈ ਧਾਤੂ ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਲ ਮਿਸ਼ਰਤ ਬਣਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਲਿਥੀਅਮ ਦੀ ਥੋੜ੍ਹੀ ਮਾਤਰਾ ਧਾਤ ਦੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।ਇਹ ਲਿਥਿਅਮ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਕਿਸਮ ਦੀ ਨੁਕਸ ਛੱਡ ਦੇਵੇਗਾ ਜਿਸਨੂੰ ਵੋਇਡ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿੱਥੇ ਇੱਕ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਫਿਰ ਬਣ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਦੀ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਪਰਖਣ ਲਈ, ਤਿੰਨ ਕਿਸਮ ਦੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਇਕੱਠੀਆਂ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਸਨ: ਇੱਕ ਲਿਥੀਅਮ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਲਮੀਨੀਅਮ ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਵਾਲੀ, ਇੱਕ ਟੰਗਸਟਨ ਦੀ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਵਾਲੀ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਬਿਨਾਂ ਧਾਤੂ ਦੀ ਪਰਤ ਵਾਲੀ।

ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿਚਕਾਰ ਸੀਮਾ ਨੂੰ ਨੇੜਿਓਂ ਦੇਖਣ ਲਈ ਇੱਕ ਉੱਚ ਸ਼ਕਤੀ ਵਾਲੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ, ਜਿਸਨੂੰ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਨਮੂਨੇ ਵਿੱਚ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਧਾਤੂ ਦੀ ਪਰਤ ਦੇ ਛੋਟੇ ਫਰਕ ਅਤੇ ਛੇਕ ਦੇਖੇ, ਇਹ ਨੋਟ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਕਿ ਇਹ ਖਾਮੀਆਂ ਸੰਭਾਵਤ ਤੌਰ 'ਤੇ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਦੇ ਵਧਣ ਦੇ ਸਥਾਨ ਹਨ।ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਪਰਤਾਂ ਵਾਲੀਆਂ ਦੋਵੇਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨਿਰਵਿਘਨ ਅਤੇ ਨਿਰੰਤਰ ਦਿਖਾਈ ਦਿੰਦੀਆਂ ਸਨ।

ਪਹਿਲੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ, ਹਰ ਇੱਕ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ 24 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਇੱਕ ਨਿਰੰਤਰ ਬਿਜਲੀ ਦਾ ਕਰੰਟ ਚਲਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ।ਬਿਨਾਂ ਧਾਤੂ ਦੀ ਪਰਤ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਹੋਈ ਅਤੇ ਪਹਿਲੇ 9 ਘੰਟਿਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਫੇਲ੍ਹ ਹੋ ਗਈ, ਸੰਭਾਵਤ ਤੌਰ 'ਤੇ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਕਾਰਨ।ਇਸ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ ਨਾ ਤਾਂ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਜਾਂ ਟੰਗਸਟਨ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਫੇਲ੍ਹ ਹੋਈ।

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

ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਜਿਸ 'ਤੇ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਹੋਈ ਸੀ, ਨੂੰ ਡੈਨਡ੍ਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ।ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਪਰਤ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਕਰੰਟ ਤੋਂ ਤਿੰਨ ਗੁਣਾ ਫੇਲ੍ਹ ਹੋ ਗਈ, ਅਤੇ ਟੰਗਸਟਨ ਪਰਤ ਵਾਲੀ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਕਰੰਟ ਤੋਂ ਪੰਜ ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਫੇਲ੍ਹ ਹੋ ਗਈ।ਇਹ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਟੰਗਸਟਨ ਨੇ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਨਾਲੋਂ ਵਧੀਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ।

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

ਫਿਰ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਹ ਸਮਝਣ ਲਈ ਕੰਪਿਊਟੇਸ਼ਨਲ ਗਣਨਾਵਾਂ ਚਲਾਈਆਂ ਕਿ ਲਿਥੀਅਮ ਇਹਨਾਂ ਧਾਤਾਂ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਬਾਰੇ ਅਸੀਂ ਕੀ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਟੰਗਸਟਨ ਅਤੇ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰਦੇ ਹਨ।ਉਹਨਾਂ ਨੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਕਿ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਦੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਵਿੱਚ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਲਿਥਿਅਮ ਦੇ ਨਾਲ ਇੰਟਰੈਕਟ ਕਰਦੇ ਸਮੇਂ ਵੋਇਡਸ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਉੱਚ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।ਇਹਨਾਂ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਨਾਲ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਟੈਸਟ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿਸੇ ਹੋਰ ਕਿਸਮ ਦੀ ਧਾਤ ਦੀ ਚੋਣ ਕਰਨਾ ਆਸਾਨ ਹੋ ਜਾਵੇਗਾ।

ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਹੈ ਕਿ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬੈਟਰੀਆਂ ਵਧੇਰੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਧਾਤੂ ਪਰਤ ਜੋੜੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਹ ਵੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਕਿ ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਐਲੂਮੀਨੀਅਮ ਦੀ ਬਜਾਏ ਟੰਗਸਟਨ, ਇੱਕ ਧਾਤ ਨੂੰ ਦੂਜੀ ਉੱਤੇ ਚੁਣਨਾ, ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੱਕ ਚੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨਾ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅੱਜ ਮਾਰਕੀਟ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਦੇ ਇੱਕ ਕਦਮ ਦੇ ਨੇੜੇ ਲਿਆਏਗਾ।