ريچارج ٿيندڙ ليٿيم آئن بيٽريون اسان جي روزمره جي زندگي ۾ ڪيترن ئي اليڪٽرانڪس کي طاقت ڏيڻ لاءِ استعمال ٿينديون آهن، ليپ ٽاپ ۽ سيل فون کان وٺي اليڪٽرڪ ڪارن تائين. اڄڪلهه مارڪيٽ ۾ موجود ليٿيم آئن بيٽريون عام طور تي سيل جي مرڪز ۾ هڪ مائع محلول تي ڀاڙين ٿيون، جنهن کي اليڪٽرولائيٽ سڏيو ويندو آهي.

جڏهن بيٽري ڪنهن ڊوائيس کي طاقت ڏئي رهي آهي، ته ليٿيم آئن منفي چارج ٿيل آخر، يا اينوڊ کان، مائع اليڪٽرولائيٽ ذريعي، مثبت چارج ٿيل آخر، يا ڪيٿوڊ ڏانهن منتقل ٿين ٿا. جڏهن بيٽري کي ري چارج ڪيو پيو وڃي، ته آئن ڪيٿوڊ کان ٻئي طرف، اليڪٽرولائيٽ ذريعي، اينوڊ ڏانهن وهن ٿا.

ليٿيم آئن بيٽريون جيڪي مائع اليڪٽرولائٽس تي ڀاڙين ٿيون، انهن ۾ هڪ وڏو حفاظتي مسئلو آهي: اهي اوور چارج ٿيڻ يا شارٽ سرڪٽ ٿيڻ تي باهه پڪڙي سگهن ٿيون. مائع اليڪٽرولائٽس جو هڪ محفوظ متبادل اهو آهي ته هڪ اهڙي بيٽري ٺاهي وڃي جيڪا اينوڊ ۽ ڪيٿوڊ جي وچ ۾ ليٿيم آئن کڻڻ لاءِ هڪ مضبوط اليڪٽرولائٽ استعمال ڪري.

جڏهن ته، پوئين مطالعي مان معلوم ٿيو آهي ته هڪ مضبوط اليڪٽرولائيٽ ننڍين ڌاتو جي واڌ جو سبب بڻيو، جن کي ڊينڊرائٽس سڏيو ويندو آهي، جيڪي بيٽري چارج ٿيڻ دوران اينوڊ تي ٺهندا هئا. اهي ڊينڊرائٽس گهٽ ڪرنٽ تي بيٽرين کي شارٽ سرڪٽ ڪندا آهن، جنهن جي ڪري اهي ناقابل استعمال ٿي وينديون آهن.

ڊينڊرائٽ جي واڌ اليڪٽرولائيٽ ۽ اينوڊ جي وچ ۾ حد تي اليڪٽرولائيٽ ۾ ننڍڙن خامين سان شروع ٿئي ٿي. هندستان ۾ سائنسدانن تازو ئي ڊينڊرائٽ جي واڌ کي سست ڪرڻ جو هڪ طريقو دريافت ڪيو آهي. اليڪٽرولائيٽ ۽ اينوڊ جي وچ ۾ هڪ پتلي ڌاتو جي پرت کي شامل ڪندي، اهي ڊينڊرائٽس کي اينوڊ ۾ وڌڻ کان روڪي سگهن ٿا.

سائنسدانن هن پتلي ڌاتوءَ واري پرت کي ٺاهڻ لاءِ ممڪن ڌاتو طور ايلومينيم ۽ ٽنگسٽن جو مطالعو ڪرڻ جو انتخاب ڪيو. اهو ئي سبب آهي جو نه ته ايلومينيم ۽ نه ئي ٽنگسٽن، يا مصر، ليٿيم سان ملندا آهن. سائنسدانن جو خيال هو ته اهو ليٿيم ۾ نقص پيدا ٿيڻ جو امڪان گهٽائي ڇڏيندو. جيڪڏهن چونڊيل ڌاتو ليٿيم سان مصر ڪيو، ته ليٿيم جي ٿوري مقدار وقت سان گڏ ڌاتوءَ جي پرت ۾ منتقل ٿي سگهي ٿي. اهو ليٿيم ۾ هڪ قسم جي خامي ڇڏي ڏيندو جنهن کي هڪ خالي سڏيو ويندو آهي جتي هڪ ڊينڊرائٽ پوءِ ٺهي سگهي ٿو.

ڌاتوءَ جي پرت جي اثرائتي کي جانچڻ لاءِ، ٽن قسمن جون بيٽريون گڏ ڪيون ويون: هڪ جنهن ۾ ليٿيم اينوڊ ۽ مضبوط اليڪٽرولائيٽ جي وچ ۾ ايلومينيم جي پتلي پرت هئي، هڪ ۾ ٽنگسٽن جي پتلي پرت هئي، ۽ هڪ ۾ ڌاتوءَ جي پرت نه هئي.

بيٽرين جي جانچ ڪرڻ کان اڳ، سائنسدانن هڪ اعليٰ طاقت واري خوردبيني، جنهن کي اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني سڏيو ويندو آهي، استعمال ڪيو ته جيئن اينوڊ ۽ اليڪٽرولائيٽ جي وچ ۾ حد کي ويجهي کان ڏسي سگهجي. انهن نموني ۾ ننڍا خال ۽ سوراخ ڏٺا جن ۾ ڪو به ڌاتوئي پرت نه هو، اهو نوٽ ڪيو ته اهي خاميون ڊينڊرائيٽس جي وڌڻ لاءِ ممڪن طور تي جڳهون آهن. ايلومينيم ۽ ٽنگسٽن پرتن سان ٻئي بيٽريون هموار ۽ مسلسل نظر آيون.

پهرين تجربي ۾، هر بيٽري ۾ 24 ڪلاڪن تائين هڪ مسلسل برقي ڪرنٽ هلائي وئي. ڌاتوءَ جي پرت کان سواءِ بيٽري پهرين 9 ڪلاڪن اندر شارٽ سرڪٽ ٿي وئي ۽ ناڪام ٿي وئي، ممڪن طور تي ڊينڊرائٽ جي واڌ جي ڪري. هن ابتدائي تجربي ۾ ايلومينيم يا ٽنگسٽن واري بيٽري ناڪام نه ٿي.

ڊينڊرائٽ جي واڌ کي روڪڻ لاءِ ڪهڙي ڌاتو جي پرت بهتر هئي اهو طئي ڪرڻ لاءِ، صرف ايلومينيم ۽ ٽنگسٽن پرت جي نمونن تي هڪ ٻيو تجربو ڪيو ويو. هن تجربي ۾، بيٽرين کي وڌندڙ ڪرنٽ کثافت ذريعي سائيڪل ڪيو ويو، پوئين تجربي ۾ استعمال ٿيندڙ ڪرنٽ کان شروع ٿي ۽ هر قدم تي ٿوري مقدار ۾ وڌايو ويو.

بيٽري جي شارٽ سرڪٽ ڪيل ڪرنٽ ڊينڊرائٽ جي واڌ لاءِ اهم ڪرنٽ ڊينسٽي سمجهيو ويندو هو. ايلومينيم جي پرت واري بيٽري شروعاتي ڪرنٽ کان ٽي ڀيرا وڌيڪ ناڪام ٿي، ۽ ٽنگسٽن جي پرت واري بيٽري شروعاتي ڪرنٽ کان پنج ڀيرا وڌيڪ ناڪام ٿي. هي تجربو ڏيکاري ٿو ته ٽنگسٽن ايلومينيم کان بهتر ڪارڪردگي ڏيکاري.

ٻيهر، سائنسدانن اينوڊ ۽ اليڪٽرولائيٽ جي وچ ۾ حد جو معائنو ڪرڻ لاءِ هڪ اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني استعمال ڪيو. انهن ڏٺو ته ڌاتو جي پرت ۾ پوئين تجربي ۾ ماپيل نازڪ موجوده کثافت جي ٻن ٽئين حصي تي خالي جڳهه ٺهڻ ​​شروع ٿي وئي. جڏهن ته، نازڪ موجوده کثافت جي هڪ ٽئين حصي تي خالي جڳهه موجود نه هئي. هن تصديق ڪئي ته خالي جڳهه ڊينڊرائٽ جي واڌ کي اڳتي وڌائي ٿي.

سائنسدانن پوءِ ڪمپيوٽيشنل حساب ڪتاب ڪيا ته جيئن اهو سمجهي سگهجي ته ليٿيم انهن ڌاتن سان ڪيئن لهه وچڙ ڪري ٿو، ان کي استعمال ڪندي جيڪو اسان ڄاڻون ٿا ته ٽنگسٽن ۽ ايلومينيم توانائي ۽ گرمي پد جي تبديلين تي ڪيئن جواب ڏين ٿا. انهن اهو ظاهر ڪيو ته ايلومينيم جي تہن ۾ ليٿيم سان لهه وچڙ ڪرڻ وقت خالي جڳهن جي ترقي جو امڪان وڌيڪ هوندو آهي. انهن حسابن کي استعمال ڪرڻ سان مستقبل ۾ جانچ لاءِ ٻئي قسم جي ڌاتو کي چونڊڻ آسان ٿي ويندو.

هن مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته جڏهن اليڪٽرولائيٽ ۽ اينوڊ جي وچ ۾ هڪ پتلي ڌاتو جي پرت شامل ڪئي ويندي آهي ته مضبوط اليڪٽرولائيٽ بيٽريون وڌيڪ قابل اعتماد هونديون آهن. سائنسدانن اهو پڻ ظاهر ڪيو ته هڪ ڌاتو کي ٻئي تي چونڊڻ، هن صورت ۾ ايلومينيم جي بدران ٽنگسٽن، بيٽرين کي وڌيڪ ڊگهو بڻائي سگهي ٿو. هن قسم جي بيٽرين جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ سان اهي اڄ مارڪيٽ ۾ موجود انتهائي ٻرندڙ مائع اليڪٽرولائيٽ بيٽرين کي تبديل ڪرڻ جي هڪ قدم ويجهو ايندا.