අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයේ ලැප්ටොප් සහ ජංගම දුරකථනවල සිට විදුලි මෝටර් රථ දක්වා බොහෝ ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ බල ගැන්වීම සඳහා නැවත ආරෝපණය කළ හැකි ලිතියම් අයන බැටරි භාවිතා කරයි. අද වෙළඳපොලේ ඇති ලිතියම් අයන බැටරි සාමාන්යයෙන් සෛලයේ මධ්යයේ ඇති ඉලෙක්ට්රොලයිට් ලෙස හඳුන්වන ද්රව ද්රාවණයක් මත රඳා පවතී.
බැටරිය උපාංගයකට බලය සපයන විට, ලිතියම් අයන සෘණ ආරෝපිත කෙළවරේ සිට හෝ ඇනෝඩයේ සිට ද්රව ඉලෙක්ට්රෝලය හරහා ධන ආරෝපිත කෙළවරට හෝ කැතෝඩයට ගමන් කරයි. බැටරිය නැවත ආරෝපණය කරන විට, අයන කැතෝඩයේ සිට ඉලෙක්ට්රෝලය හරහා ඇනෝඩයට අනෙක් දිශාවට ගලා යයි.
ද්රව ඉලෙක්ට්රෝටයිට් මත යැපෙන ලිතියම් අයන බැටරි වලට ප්රධාන ආරක්ෂිත ගැටළුවක් ඇත: ඒවා අධික ලෙස ආරෝපණය කළ විට හෝ කෙටි පරිපථයක් කළ විට ගිනි ගත හැකිය. ද්රව ඉලෙක්ට්රෝටයිට් සඳහා ආරක්ෂිත විකල්පයක් වන්නේ ඇනෝඩය සහ කැතෝඩය අතර ලිතියම් අයන රැගෙන යාමට ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය භාවිතා කරන බැටරියක් තැනීමයි.
කෙසේ වෙතත්, පෙර අධ්යයනයන් සොයාගෙන ඇත්තේ ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය ඩෙන්ඩ්රයිට් ලෙස හඳුන්වන කුඩා ලෝහ වර්ධනයකට හේතු වන බවත්, ඒවා බැටරිය ආරෝපණය වන අතරතුර ඇනෝඩය මත ගොඩනැගෙන බවත්ය. මෙම ඩෙන්ඩ්රයිට් අඩු ධාරා වලදී බැටරි කෙටි පරිපථයකට ලක් කරන අතර එමඟින් ඒවා භාවිතයට ගත නොහැකි වේ.
ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය ආරම්භ වන්නේ ඉලෙක්ට්රෝලය සහ ඇනෝඩය අතර මායිමේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝලය තුළ ඇති කුඩා දෝෂ වලිනි. ඉන්දියාවේ විද්යාඥයින් මෑතකදී ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය මන්දගාමී කිරීමේ ක්රමයක් සොයාගෙන ඇත. ඉලෙක්ට්රෝලය සහ ඇනෝඩය අතර තුනී ලෝහමය තට්ටුවක් එක් කිරීමෙන්, ඔවුන්ට ඇනෝඩය තුළට ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය වීම නැවැත්විය හැකිය.
මෙම තුනී ලෝහ ස්ථරය ගොඩනැගීම සඳහා ඇලුමිනියම් සහ ටංස්ටන් හැකි ලෝහ ලෙස අධ්යයනය කිරීමට විද්යාඥයින් තෝරා ගත්හ. මෙයට හේතුව ඇලුමිනියම් හෝ ටංස්ටන් ලිතියම් සමඟ මිශ්ර නොවන බැවිනි. මෙය ලිතියම් වල දෝෂ ඇතිවීමේ සම්භාවිතාව අඩු කරනු ඇතැයි විද්යාඥයින් විශ්වාස කළහ. තෝරාගත් ලෝහය ලිතියම් සමඟ මිශ්ර ලෝහයක් සෑදුවේ නම්, කාලයත් සමඟ ලිතියම් කුඩා ප්රමාණයක් ලෝහ ස්ථරයට ගමන් කළ හැකිය. මෙය ලිතියම් තුළ හිස්තැනක් ලෙස හැඳින්වෙන දෝෂයක් ඉතිරි කරන අතර එහිදී ඩෙන්ඩ්රයිට් සෑදිය හැකිය.
ලෝහ ස්ථරයේ කාර්යක්ෂමතාව පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, බැටරි වර්ග තුනක් එකලස් කරන ලදී: එකක් ලිතියම් ඇනෝඩය සහ ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය අතර තුනී ඇලුමිනියම් තට්ටුවක් සහිත එකක්, එකක් ටංස්ටන් තුනී ස්ථරයක් සහිත එකක් සහ ලෝහ ස්ථරයක් නොමැති එකක්.
බැටරි පරීක්ෂා කිරීමට පෙර, විද්යාඥයින් ඇනෝඩය සහ ඉලෙක්ට්රෝලය අතර මායිම හොඳින් පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂයක් ලෙස හැඳින්වෙන අධි බලැති අන්වීක්ෂයක් භාවිතා කළහ. ලෝහමය ස්ථරයක් නොමැති සාම්පලයේ කුඩා හිඩැස් සහ සිදුරු ඔවුන් දුටුවේය, මෙම අඩුපාඩු ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය වීමට ඉඩ ඇති ස්ථාන බව සඳහන් කළහ. ඇලුමිනියම් සහ ටංස්ටන් ස්ථර සහිත බැටරි දෙකම සුමට හා අඛණ්ඩව පෙනුණි.
පළමු අත්හදා බැලීමේදී, සෑම බැටරියක් හරහාම පැය 24ක් පුරා නියත විදුලි ධාරාවක් චක්රීය කරන ලදී. ලෝහමය ස්ථරයක් නොමැති බැටරිය කෙටි පරිපථයකට ලක් වී පළමු පැය 9 තුළ අසාර්ථක විය, බොහෝ විට ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය නිසා විය හැකිය. මෙම මූලික අත්හදා බැලීමේදී ඇලුමිනියම් හෝ ටංස්ටන් සහිත බැටරි දෙකම අසාර්ථක නොවීය.
ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය නැවැත්වීමට වඩා හොඳ ලෝහ ස්ථරය කුමක්දැයි තීරණය කිරීම සඳහා, ඇලුමිනියම් සහ ටංස්ටන් ස්ථර සාම්පල මත පමණක් තවත් අත්හදා බැලීමක් සිදු කරන ලදී. මෙම අත්හදා බැලීමේදී, බැටරි වැඩිවන ධාරා ඝනත්වයන් හරහා චක්රීය කරන ලද අතර, පෙර අත්හදා බැලීමේදී භාවිතා කරන ලද ධාරාවෙන් ආරම්භ වී සෑම පියවරකදීම කුඩා ප්රමාණයකින් වැඩි විය.
බැටරිය කෙටි පරිපථයකට ලක් වූ ධාරා ඝනත්වය ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය සඳහා තීරණාත්මක ධාරා ඝනත්වය ලෙස විශ්වාස කෙරිණි. ඇලුමිනියම් ස්ථරයක් සහිත බැටරිය ආරම්භක ධාරාව මෙන් තුන් ගුණයකින් අසාර්ථක වූ අතර ටංස්ටන් ස්ථරයක් සහිත බැටරිය ආරම්භක ධාරාව මෙන් පස් ගුණයකට වඩා අසාර්ථක විය. මෙම අත්හදා බැලීමෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ ටංස්ටන් ඇලුමිනියම් අභිබවා ගිය බවයි.
නැවතත්, විද්යාඥයින් ඇනෝඩය සහ ඉලෙක්ට්රෝලය අතර මායිම පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂයක් භාවිතා කළහ. පෙර අත්හදා බැලීමේදී මනින ලද තීරණාත්මක ධාරා ඝනත්වයෙන් තුනෙන් දෙකක දී ලෝහ ස්ථරයේ හිස්තැන් සෑදීමට පටන් ගත් බව ඔවුන් දුටුවේය. කෙසේ වෙතත්, තීරණාත්මක ධාරා ඝනත්වයෙන් තුනෙන් එකක හිස්තැන් නොතිබුණි. හිස්තැන් සෑදීම ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනයට හේතු වන බව මෙයින් තහවුරු විය.
ඉන්පසු විද්යාඥයින් ලිතියම් මෙම ලෝහ සමඟ අන්තර්ක්රියා කරන ආකාරය තේරුම් ගැනීමට පරිගණකමය ගණනය කිරීම් සිදු කළ අතර, ටංස්ටන් සහ ඇලුමිනියම් ශක්තිය හා උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් වලට ප්රතිචාර දක්වන ආකාරය පිළිබඳව අප දන්නා දේ භාවිතා කළහ. ලිතියම් සමඟ අන්තර්ක්රියා කරන විට ඇලුමිනියම් ස්ථරවලට හිස්තැන් වර්ධනය වීමට වැඩි සම්භාවිතාවක් ඇති බව ඔවුන් පෙන්නුම් කළහ. මෙම ගණනය කිරීම් භාවිතා කිරීමෙන් අනාගතයේදී පරීක්ෂා කිරීම සඳහා වෙනත් ලෝහ වර්ගයක් තෝරා ගැනීම පහසු වනු ඇත.
මෙම අධ්යයනයෙන් පෙන්වා දී ඇත්තේ ඉලෙක්ට්රෝලය සහ ඇනෝඩය අතර තුනී ලෝහ තට්ටුවක් එකතු කළ විට ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය බැටරි වඩාත් විශ්වාසදායක බවයි. ඇලුමිනියම් වෙනුවට ටංස්ටන් යන ලෝහය වෙනුවට එක් ලෝහයක් තෝරා ගැනීමෙන් බැටරි ඊටත් වඩා දිගු කාලයක් පැවතිය හැකි බව විද්යාඥයින් පෙන්වා දුන්හ. මෙම වර්ගයේ බැටරිවල ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම අද වෙළඳපොලේ ඇති අධික ලෙස දැවෙන ද්රව ඉලෙක්ට්රෝලය බැටරි ප්රතිස්ථාපනය කිරීමට එක් පියවරක් සමීප කරනු ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: සැප්-07-2022