Gaýtadan zarýad berilýän litiý ion batareýalary, gündelik durmuşymyzda, noutbuklardan we öýjükli telefonlardan başlap, elektrikli awtoulaglara çenli köp sanly elektronikany güýçlendirmek üçin ulanylýar.Häzirki wagtda bazardaky litiý ion batareýalary, adatça öýjügiň merkezinde elektrolit diýilýän suwuk erginine bil baglaýarlar.

Batareýa enjam bilen işleýän wagty, litiý ionlary otrisatel zarýadlanan ujundan ýa-da anoddan, suwuk elektrolitden pololyitel zarýadly ujuna ýa-da katoda geçýär.Batareýa zarýad berlende, ionlar katoddan, elektrolitden anoda beýleki tarapa akýar.

Suwuk elektrolitlere bil baglaýan litiý ion batareýalarynda esasy howpsuzlyk meselesi bar: aşa güýçlendirilende ýa-da gysga utgaşanda ot alyp bilerler.Suwuk elektrolitlere has ygtybarly alternatiw, anod bilen katodyň arasynda litiý ionlaryny götermek üçin gaty elektrolit ulanýan batareýany gurmakdyr.

Şeýle-de bolsa, öňki gözlegler gaty elektrolitiň, batareýa zarýad alýarka anodda guruljak dendritler diýlip atlandyrylýan ownuk metal ösmegine sebäp bolandygyny ýüze çykardy.Bu dendritler batareýalary pes toklarda gysga utgaşdyrýar we olary ulanyp bolmaýar.

Dendritiň ösüşi elektrolit bilen anodyň araçägindäki elektrolitdäki ownuk kemçiliklerden başlaýar.Recentlyakynda Hindistandaky alymlar dendritiň ösüşini haýallatmagyň usulyny tapdylar.Elektrolit bilen anodyň arasynda inçe metal gatlak goşup, dendritleriň anodda ösmegini saklap bilerler.

Alymlar bu inçe metal gatlagy gurmak üçin mümkin boldugyça alýumin we wolfram metallaryny öwrenmegi saýladylar.Sebäbi ne alýumin, wolfram ne litiý bilen garyndy, ne-de garyndy.Alymlar munuň litiýde kemçilikleriň döremek ähtimallygyny peseldjekdigine ynanýardylar.Saýlanan metal litiý bilen garyndy bolsa, az mukdarda litiý wagtyň geçmegi bilen demir gatlagyna geçip biler.Bu dendritiň emele gelip bilýän litiýinde boşluk diýilýän kemçilik görnüşini galdyrar.

Metal gatlagyň täsirliligini barlamak üçin üç görnüşli batareýa ýygnandy: biri litiý anod bilen gaty elektrolitiň arasynda inçe alýumin gatlagy, biri inçe wolfram gatlagy, beýlekisi metal gatlagy ýok.

Alymlar batareýalary barlamazdan ozal, anod bilen elektrolitiň araçägine ýakyndan göz aýlamak üçin skaner elektron mikroskopy diýlip atlandyrylýan ýokary güýçli mikroskop ulandylar.Mysal üçin metal gatlagy bolmadyk ownuk boşluklary we deşikleri gördüler, bu kemçilikleriň dendritleriň ösmegi üçin ähtimal ýerdigini bellediler.Alýumin we wolfram gatlakly batareýalaryň ikisi hem tekiz we üznüksiz görünýärdi.

Ilkinji synagda her bir batareýada 24 sagatlap hemişelik elektrik togy aýlandy.Metal gatlagy bolmadyk batareýa gysga aýlandy we ilkinji 9 sagadyň dowamynda dendritiň ösmegi sebäpli şowsuz boldy.Bu ilkinji synagda alýumin ýa-da wolframly batareýa hem başa barmady.

Dendritiň ösmegini togtatmakda haýsy metal gatlagyň has gowudygyny kesgitlemek üçin diňe alýumin we volfram gatlagynyň nusgalarynda başga bir synag geçirildi.Bu synagda, öňki synagda ulanylan tokdan başlap we her ädimde az mukdarda köpelip, häzirki dykyzlygy ýokarlandyrmak arkaly batareýalar tigir sürüldi.

Batareýanyň gysga utgaşdyrylan häzirki dykyzlygy, dendritiň ösmegi üçin möhüm tok dykyzlygy hasaplanýar.Alýumin gatlagy bolan batareýa başlangyç tokdan üç esse, wolfram gatlagy bolan batareýa başlangyç tokdan bäş esse köp şowsuz boldy.Bu synag wolframyň alýuminden ýokarydygyny görkezýär.

Againene-de alymlar anod bilen elektrolitiň araçägini barlamak üçin skaner elektron mikroskopyny ulandylar.Öňki synagda ölçenen kritiki tok dykyzlygynyň üçden iki böleginde demir gatlakda boşluklaryň emele gelip başlandygyny gördüler.Şeýle-de bolsa, kritiki tok dykyzlygynyň üçden birinde boşluklar ýokdy.Bu boşlugyň emele gelmeginiň dendrit ösüşini dowam etdirýändigini tassyklady.

Soňra alymlar wolframyň we alýuminiň energiýa we temperatura üýtgemelerine nähili täsir edýändigi barada bilýänlerimizi ulanyp, litiniň bu metallar bilen özara täsirine düşünmek üçin hasaplama hasaplamalaryny geçirdiler.Alýumin gatlaklarynyň litiý bilen täsirleşende boşluklaryň ösmek ähtimallygynyň has ýokarydygyny görkezdiler.Bu hasaplamalary ulanmak, geljekde synag etmek üçin başga bir metal görnüşini saýlamagy aňsatlaşdyrar.

Bu gözleg, elektrolit bilen anodyň arasynda inçe metal gatlak goşulanda gaty elektrolit batareýalarynyň has ygtybarlydygyny görkezdi.Şeýle hem alymlar bir metalyň beýlekisinden saýlanmagynyň, bu ýagdaýda alýuminiň ýerine wolframyň batareýalaryň has uzak dowam edip biljekdigini görkezdiler.Bu görnüşli batareýalaryň işleýşini gowulandyrmak, häzirki wagtda bazardaky ýokary ýanýan suwuk elektrolit batareýalaryny çalyşmak üçin bir ädim ýakynlaşar.