ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಲಿಥಿಯಂ ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸೆಲ್‌ಫೋನ್‌ಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರುಗಳವರೆಗೆ ಅನೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇಂದು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಲಿಥಿಯಂ ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಜೀವಕೋಶದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಎಂಬ ದ್ರವ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಸಾಧನವನ್ನು ಶಕ್ತಿಯುತಗೊಳಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ, ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ತುದಿ ಅಥವಾ ಆನೋಡ್‌ನಿಂದ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಮೂಲಕ ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಅಂತ್ಯ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ.ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ರೀಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಿದಾಗ, ಅಯಾನುಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಮೂಲಕ ಆನೋಡ್‌ಗೆ ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತವೆ.

ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುವ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಸುರಕ್ಷತಾ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ: ಅತಿಯಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಅಥವಾ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಅವು ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯಬಹುದು.ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಿಗೆ ಸುರಕ್ಷಿತ ಪರ್ಯಾಯವೆಂದರೆ ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ನಡುವೆ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ಘನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವನ್ನು ಬಳಸುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಘನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ಸಣ್ಣ ಲೋಹೀಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಇದನ್ನು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಬ್ಯಾಟರಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತಿರುವಾಗ ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮಾಡಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ದೋಷಗಳಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ.ಭಾರತದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ನಡುವೆ ತೆಳುವಾದ ಲೋಹೀಯ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅವರು ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಬೆಳೆಯುವುದನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸಬಹುದು.

ಈ ತೆಳುವಾದ ಲೋಹೀಯ ಪದರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಅನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಲೋಹಗಳಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದರು.ಏಕೆಂದರೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಥವಾ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಮಿಶ್ರಣ ಅಥವಾ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಲಿಥಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಇರುವುದಿಲ್ಲ.ಇದು ಲಿಥಿಯಂನಲ್ಲಿನ ನ್ಯೂನತೆಗಳ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಂಬಿದ್ದರು.ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿದ ಲೋಹವು ಲಿಥಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು ಮಾಡಿದರೆ, ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಲಿಥಿಯಂ ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಲೋಹದ ಪದರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಬಹುದು.ಇದು ಲಿಥಿಯಂನಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಒಂದು ರೀತಿಯ ನ್ಯೂನತೆಯನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಲೋಹೀಯ ಪದರದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಮೂರು ವಿಧದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ಲಿಥಿಯಂ ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ತೆಳುವಾದ ಪದರ, ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಮತ್ತು ಲೋಹೀಯ ಪದರವಿಲ್ಲದ ಒಂದು.

ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವ ಮೊದಲು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯನ್ನು ಹತ್ತಿರದಿಂದ ನೋಡಲು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಬಳಸಿದರು.ಯಾವುದೇ ಲೋಹೀಯ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರದ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಅಂತರಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಅವರು ನೋಡಿದರು, ಈ ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಬೆಳೆಯುವ ಸ್ಥಳಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿದರು.ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡೂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ನಯವಾದ ಮತ್ತು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತವೆ.

ಮೊದಲ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೂಲಕ 24 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಸ್ಥಿರವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸೈಕಲ್ ಮಾಡಲಾಗಿತ್ತು.ಮೆಟಾಲಿಕ್ ಲೇಯರ್ ಇಲ್ಲದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿದ್ದು ಮೊದಲ 9 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿಫಲವಾಗಿದೆ, ಬಹುಶಃ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಿಂದಾಗಿ.ಈ ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಥವಾ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿಫಲವಾಗಲಿಲ್ಲ.

ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸಲು ಯಾವ ಲೋಹದ ಪದರವು ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಪದರದ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು.ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಹಿಂದಿನ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ಕರೆಂಟ್‌ನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲೂ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಆವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿರುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ.ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಲೇಯರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕಿಂತ ಮೂರು ಪಟ್ಟು ವಿಫಲವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಲೇಯರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕಿಂತ ಐದು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ವಿಫಲವಾಗಿದೆ.ಈ ಪ್ರಯೋಗವು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಮೀರಿಸಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಬಳಸಿದರು.ಹಿಂದಿನ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾದ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೂರನೇ ಎರಡರಷ್ಟು ಲೋಹದ ಪದರದಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದವು ಎಂದು ಅವರು ನೋಡಿದರು.ಆದಾಗ್ಯೂ, ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೂರನೇ ಒಂದು ಭಾಗದಷ್ಟು ಶೂನ್ಯಗಳು ಇರಲಿಲ್ಲ.ನಿರರ್ಥಕ ರಚನೆಯು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಇದು ದೃಢಪಡಿಸಿತು.

ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವದನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಲಿಥಿಯಂ ಹೇಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಂತರ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದರು.ಲಿಥಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವಾಗ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಪದರಗಳು ಶೂನ್ಯಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಅವರು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು.ಈ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ರೀತಿಯ ಲೋಹವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ನಡುವೆ ತೆಳುವಾದ ಲೋಹೀಯ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವೆಂದು ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸಿದೆ.ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಬದಲಿಗೆ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್, ಒಂದು ಲೋಹವನ್ನು ಇನ್ನೊಂದರ ಮೇಲೆ ಆರಿಸುವುದರಿಂದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಿರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ.ಈ ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಇಂದು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸುಡುವ ದ್ರವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಅವುಗಳನ್ನು ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ ಹತ್ತಿರಕ್ಕೆ ತರುತ್ತದೆ.