Baterei lithium ion sing bisa diisi ulang digunakake kanggo nguwasani akeh elektronik ing urip saben dina, saka laptop lan ponsel nganti mobil listrik.Baterei lithium ion ing pasar saiki biasane ngandelake solusi cair, sing diarani elektrolit, ing tengah sel.

Nalika baterei nguwasani piranti, ion litium pindhah saka ujung sing diisi negatif, utawa anoda, liwat elektrolit cair, menyang ujung sing diisi positif, utawa katoda.Nalika baterei lagi diisi ulang, ion mili arah liyane saka katoda, liwat elektrolit, menyang anoda.

Baterei ion litium sing ngandelake elektrolit cair duwe masalah safety utama: bisa kobong nalika kebanjiran utawa short circuited.Alternatif sing luwih aman kanggo elektrolit cair yaiku mbangun baterei sing nggunakake elektrolit padat kanggo nggawa ion litium antarane anoda lan katoda.

Nanging, panaliten sadurunge nemokake yen elektrolit sing padhet nyebabake pertumbuhan metalik cilik, sing diarani dendrit, sing bakal ana ing anoda nalika baterei diisi.Dendrit iki nyepetake baterei kanthi arus sing sithik, mula ora bisa digunakake.

Wutah dendrit diwiwiti kanthi cacat cilik ing elektrolit ing wates antarane elektrolit lan anoda.Ilmuwan ing India bubar nemokake cara kanggo alon wutah dendrit.Kanthi nambahake lapisan metalik tipis ing antarane elektrolit lan anoda, bisa nyegah dendrit supaya ora tuwuh ing anoda.

Para ilmuwan milih nyinaoni aluminium lan tungsten sabisa-bisa logam kanggo mbangun lapisan metalik sing tipis iki.Iki amarga ora aluminium utawa tungsten campuran, utawa alloy, karo lithium.Para ilmuwan percaya yen iki bakal nyuda kemungkinan cacat ing lithium.Yen logam sing dipilih nggawe campuran karo lithium, jumlah litium sing cilik bisa pindhah menyang lapisan logam liwat wektu.Iki bakal ninggalake jinis cacat sing diarani kekosongan ing lithium ing ngendi dendrite bisa dibentuk.

Kanggo nguji efektifitas lapisan metalik, telung jinis baterei dipasang: siji kanthi lapisan aluminium tipis ing antarane anoda litium lan elektrolit padhet, siji kanthi lapisan tipis tungsten, lan siji tanpa lapisan metalik.

Sadurunge nguji baterei, para ilmuwan nggunakake mikroskop kanthi daya dhuwur, sing diarani mikroskop elektron scanning, kanggo ndeleng kanthi cetha ing wates antarane anoda lan elektrolit.Dheweke ndeleng kesenjangan lan bolongan cilik ing sampel tanpa lapisan metalik, amarga cacat kasebut minangka papan kanggo tuwuh dendrit.Baterei kanthi lapisan aluminium lan tungsten katon lancar lan terus-terusan.

Ing eksperimen pisanan, arus listrik sing konstan diuripake ing saben baterei suwene 24 jam.Baterei sing ora ana lapisan metalik short circuited lan gagal ing 9 jam pisanan, kamungkinan amarga wutah dendrit.Baterei karo aluminium utawa tungsten ora gagal ing eksperimen awal iki.

Kanggo nemtokake lapisan logam sing luwih apik kanggo nyegah pertumbuhan dendrit, eksperimen liyane ditindakake mung ing conto lapisan aluminium lan tungsten.Ing eksperimen iki, baterei wis cycled liwat nambah Kapadhetan saiki, miwiti saka saiki digunakake ing eksperimen sadurunge lan nambah dening jumlah cilik ing saben langkah.

Kapadhetan saiki ing ngendi baterei short circuited dipercaya minangka Kapadhetan saiki kritis kanggo wutah dendrit.Baterei kanthi lapisan aluminium gagal kaping telu arus wiwitan, lan baterei kanthi lapisan tungsten gagal luwih saka kaping lima arus wiwitan.Eksperimen iki nuduhake yen tungsten ngluwihi aluminium.

Maneh, para ilmuwan nggunakake mikroskop elektron scanning kanggo mriksa wates antarane anoda lan elektrolit.Padha weruh sing voids wiwit mbentuk ing lapisan logam ing rong pertiga saka Kapadhetan saiki kritis diukur ing eksperimen sadurungé.Nanging, void ora ana ing siji katelu saka Kapadhetan saiki kritis.Iki dikonfirmasi manawa pembentukan kekosongan terus tuwuh dendrit.

Para ilmuwan banjur nglakokake kalkulasi komputasi kanggo mangerteni carane lithium sesambungan karo logam kasebut, nggunakake apa sing kita ngerti babagan carane tungsten lan aluminium nanggapi owah-owahan energi lan suhu.Dheweke nuduhake manawa lapisan aluminium pancen duwe kemungkinan sing luwih dhuwur kanggo pangembangan kekosongan nalika sesambungan karo lithium.Nggunakake petungan iki bakal luwih gampang kanggo milih jinis logam liyane kanggo nyoba ing mangsa.

Panaliten iki nuduhake manawa baterei elektrolit padat luwih dipercaya nalika lapisan metalik tipis ditambahake ing antarane elektrolit lan anoda.Para ilmuwan uga nduduhake yen milih siji logam tinimbang liyane, ing kasus iki tungsten tinimbang aluminium, bisa nggawe baterei luwih awet.Ngapikake kinerja saka jinis baterei iki bakal nggawa wong-wong mau selangkah luwih cedhak kanggo ngganti baterei elektrolit Cairan banget kobong ing pasar saiki.