قايتا قۇۋۋەتلەنگىلى بولىدىغان لىتىي ئىئون باتارېيەلىرى كۈندىلىك تۇرمۇشىمىزدا، نۇتۇبۇك ۋە يانفونلاردىن تارتىپ ئېلېكتر ماشىنىلىرىغىچە بولغان نۇرغۇن ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرىنى قۇۋۋەتلەندۈرۈشتە ئىشلىتىلىدۇ. بۈگۈنكى بازاردىكى لىتىي ئىئون باتارېيەلىرى ئادەتتە باتارېيەنىڭ مەركىزىدىكى ئېلېكترولىت دەپ ئاتىلىدىغان سۇيۇق ئېرىتمىگە تايىنىدۇ.

باتارېيە ئۈسكۈنىگە توك بەرگەندە، لىتىي ئىئونلىرى مەنپىي زەرەتلەنگەن ئۇچتىن ياكى ئانودتىن سۇيۇق ئېلېكترولىت ئارقىلىق مۇسبەت زەرەتلەنگەن ئۇچقا ياكى كاتودقا يۆتكىلىدۇ. باتارېيە قايتا زەرەتلەنگەندە، ئىئونلار كاتودتىن يەنە بىر يۆنىلىشتە، يەنى ئېلېكترولىت ئارقىلىق ئانودقا قاراپ ئېقىدۇ.

سۇيۇق ئېلېكترولىتقا تايىنىدىغان لىتىي ئىئون باتارېيەلىرىنىڭ بىخەتەرلىك مەسىلىسى زور: ئۇلار ئارتۇق زەرەتلەنگەندە ياكى قىسقا توك يولى ئۈزۈلۈپ قالغاندا ئوت ئېلىپ كېتىشى مۇمكىن. سۇيۇق ئېلېكترولىتلارغا نىسبەتەن بىخەتەر بىر تاللاش بولسا، ئانود بىلەن كاتود ئارىسىدا لىتىي ئىئونلىرىنى توشۇيدىغان قاتتىق ئېلېكترولىت ئىشلىتىدىغان باتارېيە ياساشتۇر.

قانداقلا بولمىسۇن، ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا قاتتىق ئېلېكترولىتنىڭ باتارېيە قۇۋۋەتلىنىۋاتقاندا ئانودتا دېندرىت دەپ ئاتىلىدىغان كىچىك مېتال ئۆسمىلەرنى پەيدا قىلىدىغانلىقى بايقالغان. بۇ دېندرىتلار باتارېيەنىڭ توك مىقدارى تۆۋەن بولغاندا قىسقا تۇتىشىپ، ئۇنى ئىشلىتىشكە بولمايدىغان ھالغا كەلتۈرىدۇ.

دېندىرىتنىڭ ئۆسۈشى ئېلېكترولىت بىلەن ئانود چېگرىسىدىكى ئېلېكترولىتتىكى كىچىك كەمتۈكلۈكلەردىن باشلىنىدۇ. ھىندىستاندىكى ئالىملار يېقىندا دېندىرىتنىڭ ئۆسۈشىنى ئاستىلىتىشنىڭ بىر ئۇسۇلىنى بايقىدى. ئېلېكترولىت بىلەن ئانود ئارىسىغا نېپىز مېتال قەۋەت قوشۇش ئارقىلىق، ئۇلار دېندىرىتنىڭ ئانودقا ئۆسۈشىنىڭ ئالدىنى ئالالايدۇ.

ئالىملار بۇ نېپىز مېتال قەۋىتىنى قۇرۇش ئۈچۈن ئاليۇمىن ۋە ۋولفرامنى مېتال سۈپىتىدە تەتقىق قىلىشنى قارار قىلدى. بۇنىڭ سەۋەبى، ئاليۇمىن ۋە ۋولفرامنىڭ ھېچقايسىسى لىتىي بىلەن ئارىلاشمىغانلىقى ياكى قېتىشمىسى ئەمەسلىكىدۇر. ئالىملار بۇنىڭ لىتىيدا كەمتۈكلۈكلەرنىڭ پەيدا بولۇش ئېھتىماللىقىنى تۆۋەنلىتىدىغانلىقىغا ئىشەنگەن. ئەگەر تاللانغان مېتال لىتىي بىلەن قېتىشما قىلسا، ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ ئاز مىقداردىكى لىتىي مېتال قەۋىتىگە يۆتكىلىپ كېتىشى مۇمكىن. بۇ لىتىيدا بوشلۇق دەپ ئاتىلىدىغان بىر خىل كەمتۈكلۈكنى قالدۇرىدۇ، ئاندىن بۇ يەردە دېندرىت شەكىللىنىدۇ.

مېتال قەۋىتىنىڭ ئۈنۈمىنى سىناق قىلىش ئۈچۈن، ئۈچ خىل باتارېيە يىغىۋېلىندى: بىرى لىتىي ئانود بىلەن قاتتىق ئېلېكترولىت ئارىسىغا نېپىز ئاليۇمىن قەۋىتى، بىرى نېپىز ۋولفرام قەۋىتى، يەنە بىرى مېتال قەۋىتى يوق.

باتارېيەلەرنى سىناق قىلىشتىن بۇرۇن، ئالىملار ئانود بىلەن ئېلېكترولىت ئوتتۇرىسىدىكى چېگرانى يېقىندىن كۆزىتىش ئۈچۈن يۇقىرى قۇۋۋەتلىك مىكروسكوپ، يەنى سىكانىرلاش ئېلېكترون مىكروسكوپىنى ئىشلەتكەن. ئۇلار ئەۋرىشكىدە مېتال قەۋىتى بولمىغان كىچىك بوشلۇقلار ۋە تۆشۈكلەرنى كۆرگەن، بۇ كەمتۈكلۈكلەرنىڭ دېندىرىتلارنىڭ ئۆسۈش ئورنى بولۇشى مۇمكىنلىكىنى بايقىغان. ئاليۇمىن ۋە ۋولفرام قەۋىتى بار باتارېيەلەرنىڭ ھەر ئىككىسى سىلىق ۋە ئۈزۈلمەس كۆرۈنگەن.

بىرىنچى سىناقتا، ھەر بىر باتارېيە ئارقىلىق 24 سائەت ئىچىدە تۇراقلىق توك ئېقىمى ئۆتكۈزۈلۈپ تۇرۇلغان. مېتال قەۋىتى بولمىغان باتارېيە قىسقا تۇتىشىپ، دەسلەپكى 9 سائەت ئىچىدە ئىشتىن چىقىپ كەتكەن، بۇنىڭ سەۋەبى دېندرىت ئۆسكەن بولۇشى مۇمكىن. بۇ دەسلەپكى سىناقتا ئاليۇمىن ياكى ۋولفرام قوشۇلغان باتارېيەلەرنىڭ ھېچقايسىسى ئىشتىن چىقىپ كەتمىگەن.

قايسى مېتال قەۋىتىنىڭ دېندرىت ئۆسۈشىنى توختىتىشتا تېخىمۇ ياخشى ئىكەنلىكىنى بېكىتىش ئۈچۈن، پەقەت ئاليۇمىن ۋە ۋولفرام قەۋىتى ئەۋرىشكىلىرى ئۈستىدە يەنە بىر تەجرىبە ئېلىپ بېرىلدى. بۇ تەجرىبەدە، باتارېيەلەر ئالدىنقى تەجرىبەدە ئىشلىتىلگەن توكتىن باشلاپ ھەر بىر باسقۇچتا ئاز مىقداردا ئاشۇرۇپ، توك زىچلىقىنى ئاشۇرۇش ئارقىلىق ئايلانما ئايلاندۇرۇلدى.

باتارېيەنىڭ قىسقا تۇتىشىش جەريانىدىكى توك زىچلىقى دېندرىت ئۆسۈشى ئۈچۈن مۇھىم توك زىچلىقى دەپ قارالغان. ئاليۇمىن قەۋىتى بار باتارېيەنىڭ باشلىنىش توكىنىڭ ئۈچ ھەسسىسىدە، ۋولفرام قەۋىتى بار باتارېيەنىڭ باشلىنىش توكىنىڭ بەش ھەسسىسىدىن ئارتۇقىدا ئىشلىمەي قالغان. بۇ تەجرىبە ۋولفرامنىڭ ئاليۇمىندىن ياخشى ئىشلەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

ئالىملار يەنە بىر قېتىم سىكانىرلاش ئېلېكترون مىكروسكوپىنى ئىشلىتىپ ئانود بىلەن ئېلېكترولىت ئوتتۇرىسىدىكى چېگرانى تەكشۈردى. ئۇلار ئالدىنقى تەجرىبىدە ئۆلچەنگەن كرىتىك توك زىچلىقىنىڭ ئۈچتىن ئىككى قىسمىدا مېتال قەۋىتىدە بوشلۇقلارنىڭ شەكىللىنىشكە باشلىغانلىقىنى كۆردى. قانداقلا بولمىسۇن، كرىتىك توك زىچلىقىنىڭ ئۈچتىن بىر قىسمىدا بوشلۇقلار يوق ئىدى. بۇ بوشلۇقنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ ھەقىقەتەن دېندرىت ئۆسۈشىنى داۋاملاشتۇرىدىغانلىقىنى ئىسپاتلىدى.

ئاندىن ئالىملار لىتىينىڭ بۇ مېتاللار بىلەن قانداق ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى چۈشىنىش ئۈچۈن ھېسابلاش ھېسابلاشلىرىنى ئېلىپ باردى، بۇنىڭ ئۈچۈن ۋولفرام ۋە ئاليۇمىننىڭ ئېنېرگىيە ۋە تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشىگە قانداق ئىنكاس قايتۇرىدىغانلىقى توغرىسىدىكى بىلىملىرىمىزنى ئىشلەتتى. ئۇلار ئاليۇمىن قەۋەتلىرىنىڭ لىتىي بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسەتكەندە بوشلۇق پەيدا بولۇش ئېھتىماللىقىنىڭ يۇقىرى ئىكەنلىكىنى ئىسپاتلىدى. بۇ ھېسابلاشلارنى ئىشلىتىش كەلگۈسىدە سىناق قىلىش ئۈچۈن باشقا تىپتىكى مېتالنى تاللاشنى ئاسانلاشتۇرىدۇ.

بۇ تەتقىقاتتا قاتتىق ئېلېكترولىت باتارېيەلىرىنىڭ ئېلېكترولىت بىلەن ئانود ئارىسىغا نېپىز مېتال قەۋەت قوشۇلغاندا تېخىمۇ ئىشەنچلىك بولىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. ئالىملار يەنە بىر مېتالنى، يەنى ئاليۇمىن ئورنىغا ۋولفرامنى تاللىسا، باتارېيەنىڭ ئۆمرىنى تېخىمۇ ئۇزارتالايدىغانلىقىنى كۆرسەتتى. بۇ خىل باتارېيەلەرنىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلاش، ئۇلارنى بۈگۈنكى بازاردىكى ئاسان ئوت ئالىدىغان سۇيۇق ئېلېكترولىت باتارېيەلىرىنىڭ ئورنىنى ئېلىشقا بىر قەدەم يېقىنلاشتۇرىدۇ.