ריטשאַרדזשאַבאַל ליטיום יאָן באַטעריעס ווערן גענוצט צו שטאַרקן פילע עלעקטראָניק אין אונדזער טעגלעך לעבן, פון לאַפּטאַפּס און סעלפאָונז ביז עלעקטרישע קאַרס. די ליטיום יאָן באַטעריעס אויפן מאַרק היינט פאַרלאָזן זיך טיפּיש אויף אַ פליסיק לייזונג, גערופן אַן עלעקטראָליט, אין צענטער פון דער צעל.

ווען די באַטעריע גיט שטראָם צו אַ דעווייס, באַוועגן זיך ליטיום יאָנען פֿון דעם נעגאַטיוו געלאָדענעם עק, אָדער אַנאָדע, דורך דעם פֿליסיקן עלעקטראָליט, צום פּאָזיטיוו געלאָדענעם עק, אָדער קאַטאָדע. ווען די באַטעריע ווערט איבערגעלאָדן, פֿליסן די יאָנען אין דער אַנדערער ריכטונג פֿון דער קאַטאָדע, דורך דעם עלעקטראָליט, צו דער אַנאָדע.

ליטיום-יאָן באַטעריעס וואָס פֿאַרלאָזן זיך אויף פֿליסיקע עלעקטראָליטן האָבן אַ גרויסע זיכערהייט פּראָבלעם: זיי קענען זיך פֿײַערן ווען זיי ווערן איבערגעלאָדן אָדער קורץ-געשלאָסן. אַ זיכערערע אַלטערנאַטיוו צו פֿליסיקע עלעקטראָליטן איז צו בויען אַ באַטעריע וואָס ניצט אַ האַרטן עלעקטראָליט צו טראָגן ליטיום יאָנען צווישן דער אַנאָדע און קאַטאָדע.

אבער, פריערדיגע שטודיעס האבן געפונען אז א פעסטער עלעקטראליט האט געפירט צו קליינע מעטאלישע וואוקסן, גערופן דענדריטן, וואס פלעגן זיך אויפבויען אויף דער אנאד בשעת די באטעריע האט זיך אויפגעלאדן. די דענדריטן מאכן קורץ-שליסונג פון די באטעריעס ביי נידעריגע שטראמען, מאכנדיג זיי נישט-ניצלעך.

דענדריט וואוקס הייבט זיך אן ביי קליינע חסרונות אין דעם עלעקטראליט ביי דער גרענעץ צווישן עלעקטראליט און אנאד. וויסנשאפטלער אין אינדיע האבן לעצטנס אנטדעקט א וועג צו פארלאנגזאמען דענדריט וואוקס. דורך צולייגן א דין מעטאלישן שיכט צווישן עלעקטראליט און אנאד, קענען זיי אפשטעלן דענדריטן פון וואקסן אין דער אנאד.

די וויסנשאפטלער האבן אויסגעקליבן צו שטודירן אלומיניום און וואלפראם אלס מעגלעכע מעטאלן צו בויען דעם דין מעטאלישן שיכט. דאס איז ווייל נישט אלומיניום און נישט וואלפראם מישן זיך, אדער צומישן, מיט ליטיום. די וויסנשאפטלער האבן געגלייבט אז דאס וועט פארקלענערן די מעגלעכקייט פון חסרונות וואס פארמירן זיך אין ליטיום. אויב דער אויסגעקליבענער מעטאל וועט צומישן מיט ליטיום, קענען קליינע מאסן ליטיום זיך ארינציען אין דער מעטאל שיכט מיט דער צייט. דאס וועט לאזן א סארט חסרון גערופן א ליידיגע זאך אין ליטיום, וואו א דענדריט קען זיך דאן פארמירן.

כּדי צו פּרובירן די עפעקטיווקייט פֿון דער מעטאַלישער שיכט, זענען דריי טיפּן באַטעריעס צוזאַמענגעשטעלט געוואָרן: איינע מיט אַ דינער שיכט אַלומינום צווישן ליטיום אַנאָדע און דעם האַרטן עלעקטראָליט, איינע מיט אַ דינער שיכט וואָלפֿראַם, און איינע אָן קיין מעטאַלישער שיכט.

איידער זיי האבן געטעסט די באַטעריעס, האבן די וויסנשאפטלער גענוצט א שטארק-געשטאַרקטן מיקראָסקאָפּ, גערופן א סקענירנדיקער עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ, צו קוקן גוט אויף דער גרענעץ צווישן דער אַנאָדע און דעם עלעקטראָליט. זיי האבן געזען קליינע שפּאַלטן און לעכער אין דער מוסטער אָן קיין מעטאַלישע שיכט, באַמערקנדיק אַז די חסרונות זענען מסתּמא ערטער פֿאַר דענדריטן צו וואַקסן. ביידע באַטעריעס מיט אַלומינום און וואָלפראַם שיכטן האבן אויסגעזען גלאַט און קאָנטינויִערלעך.

אין דעם ערשטן עקספּערימענט, איז אַ קאָנסטאַנטער עלעקטרישער שטראָם דורכגעפֿירט געוואָרן דורך יעדער באַטעריע פֿאַר 24 שעה. די באַטעריע אָן קיין מעטאַלישן שיכט האָט זיך קורץ געשלאָסן און דורכגעפֿאַלן אין די ערשטע 9 שעה, מסתּמא צוליב דענדריטן וואוקס. קיין באַטעריע מיט אַלומינום און קיין וואָלפֿראַם האָבן נישט דורכגעפֿאַלן אין דעם ערשטן עקספּערימענט.

כּדי צו באַשטימען וועלכע מעטאַל שיכט איז בעסער אין אָפּשטעלן דענדריט וווּקס, איז נאָך אַן עקספּערימענט דורכגעפירט געוואָרן אויף נאָר די אַלומינום און טונגסטן שיכט מוסטערן. אין דעם עקספּערימענט, זענען די באַטעריעס דורכגעגאַנגען דורך פאַרגרעסערטע קראַנט געדיכטקייטן, אָנהייבנדיק ביים קראַנט געניצט אין דעם פריערדיקן עקספּערימענט און פאַרגרעסערנדיק מיט אַ קליינער מאָס ביי יעדן שריט.

די קראַנט געדיכטקייט ביי וועלכער די באַטעריע האָט קורץ געשלאָסן איז געווען געגלויבט צו זיין די קריטישע קראַנט געדיכטקייט פֿאַר דענדריטן וווּקס. די באַטעריע מיט אַן אַלומינום שיכט האָט דורכגעפֿאַלן ביי דריי מאָל דעם אָנהייב קראַנט, און די באַטעריע מיט אַ וואָלפֿראַם שיכט האָט דורכגעפֿאַלן ביי איבער פֿינף מאָל דעם אָנהייב קראַנט. די עקספּערימענט ווייזט אַז וואָלפֿראַם האָט איבערגעשטיגן אַלומינום.

נאכאמאל, די וויסנשאפטלער האבן גענוצט א סקענירנדיקן עלעקטראן מיקראסקאפ צו דורכקוקן די גרענעץ צווישן אנאד און עלעקטראליט. זיי האבן געזען אז ליידיגע לאכן האבן זיך אנגעהויבן צו פארמירן אין דער מעטאל שיכט ביי צוויי דריטל פון די קריטישע שטראם געדיכטקייטן געמאסטן אין דעם פריערדיגן עקספערימענט. אבער, ליידיגע לאכן זענען נישט געווען פאראן ביי איין דריטל פון דער קריטישער שטראם געדיכטקייט. דאס האט באשטעטיקט אז ליידיגע לאכן פארמירן גייט יא פאר דענדריטן וואוקס.

די וויסנשאפטלער האבן דאן דורכגעפירט קאמפיוטיישאַנאַלע קאַלקולאַציעס צו פֿאַרשטיין ווי ליטיום אינטעראַקטירט מיט די מעטאַלן, ניצנדיק וואָס מיר וויסן וועגן ווי וואָלפראַם און אַלומינום רעאַגירן צו ענערגיע און טעמפּעראַטור ענדערונגען. זיי האָבן דעמאָנסטרירט אַז אַלומינום שיכטן האָבן טאַקע אַ העכערע ליקעליהאָאָד פֿאַר אַנטוויקלונג פון ליידיקייטן ווען זיי אינטעראַקטירן מיט ליטיום. ניצן די קאַלקולאַציעס וואָלט מאַכן עס גרינגער צו קלייַבן אַן אַנדער טיפּ מעטאַל צו פּרובירן אין דער צוקונפֿט.

די שטודיע האט געוויזן אז פעסטע עלעקטראָליט באַטעריעס זענען מער פאַרלעסלעך ווען אַ דין מעטאַל שיכט ווערט צוגעגעבן צווישן עלעקטראָליט און אַנאָדע. די וויסנשאַפטלער האָבן אויך דעמאָנסטרירט אַז אויסקלייבן איין מעטאַל איבער אַן אַנדערן, אין דעם פאַל טונגסטען אַנשטאָט אַלומינום, קען מאַכן באַטעריעס דויערן נאָך לענגער. פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון די טיפּן באַטעריעס וועט זיי ברענגען איין שריט נענטער צו פאַרבייַטן די העכסט ברענענדיקע פליסיק עלעקטראָליט באַטעריעס אויף דעם מאַרק הייַנט.