ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸೆಲ್‌ಫೋನ್‌ಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರುಗಳವರೆಗೆ ಅನೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂದು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೋಶದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ದ್ರವ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬುವಾಗ, ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ತುದಿಯಿಂದ ಅಥವಾ ಆನೋಡ್‌ನಿಂದ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಮೂಲಕ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ತುದಿಗೆ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಮರುಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವಾಗ, ಅಯಾನುಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮೂಲಕ ಆನೋಡ್‌ಗೆ ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತವೆ.

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

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಘನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ಬ್ಯಾಟರಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತಿರುವಾಗ ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸುವ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಣ್ಣ ಲೋಹೀಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಈ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮಾಡಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರುಪಯುಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

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

ಈ ತೆಳುವಾದ ಲೋಹದ ಪದರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಅನ್ನು ಸಂಭಾವ್ಯ ಲೋಹಗಳಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿಕೊಂಡರು. ಏಕೆಂದರೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಥವಾ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಲಿಥಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣವಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ಮಿಶ್ರಲೋಹವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ಲಿಥಿಯಂನಲ್ಲಿ ದೋಷಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ 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 ದೋಷವನ್ನು ಬಿಡುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ನಂತರ ರೂಪುಗೊಳ್ಳಬಹುದು.

ಲೋಹದ ಪದರದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಮೂರು ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಯಿತು: ಒಂದು ಲಿಥಿಯಂ ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ತೆಳುವಾದ ಪದರದೊಂದಿಗೆ, ಒಂದು ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರದೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಲೋಹದ ಪದರವಿಲ್ಲದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವ ಮೊದಲು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯನ್ನು ಹತ್ತಿರದಿಂದ ನೋಡಲು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಲೋಹದ ಪದರವಿಲ್ಲದ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಅಂತರಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಅವರು ನೋಡಿದರು, ಈ ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಬೆಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯತೆಯ ಸ್ಥಳಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿದರು. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡೂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ನಯವಾದ ಮತ್ತು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತಿದ್ದವು.

ಮೊದಲ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೂಲಕ 24 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಚಲಾಯಿಸಲಾಯಿತು. ಲೋಹೀಯ ಪದರವಿಲ್ಲದ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿ ಮೊದಲ 9 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿಫಲವಾಯಿತು, ಬಹುಶಃ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಿಂದಾಗಿ. ಈ ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಥವಾ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ವಿಫಲವಾಗಲಿಲ್ಲ.

ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಾವ ಲೋಹದ ಪದರವು ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಪದರದ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೂಲಕ ಚಕ್ರೀಕರಿಸಲಾಯಿತು, ಹಿಂದಿನ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲೂ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಯಿತು.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿತ್ತು. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಆರಂಭಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕಿಂತ ಮೂರು ಪಟ್ಟು ವಿಫಲವಾಯಿತು ಮತ್ತು ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಆರಂಭಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕಿಂತ ಐದು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ವಿಫಲವಾಯಿತು. ಈ ಪ್ರಯೋಗವು ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂಗಿಂತ ಉತ್ತಮ ಪ್ರದರ್ಶನ ನೀಡಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಹಿಂದಿನ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾದ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೂರನೇ ಎರಡರಷ್ಟು ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಲೋಹದ ಪದರದಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದವು ಎಂದು ಅವರು ನೋಡಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೂರನೇ ಒಂದು ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯಗಳು ಇರಲಿಲ್ಲ. ಶೂನ್ಯ ರಚನೆಯು ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಇದು ದೃಢಪಡಿಸಿತು.

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

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ನಡುವೆ ತೆಳುವಾದ ಲೋಹದ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸಿದೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಬದಲಿಗೆ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಎಂಬ ಒಂದು ಲೋಹವನ್ನು ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಆರಿಸುವುದರಿಂದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುತ್ತವೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದರಿಂದ ಇಂದು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಹೆಚ್ಚು ಸುಡುವ ದ್ರವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವತ್ತ ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ ಹತ್ತಿರ ತರುತ್ತದೆ.