ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮೊಬೈಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಕ್ರಾಂತಿಗೊಳಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ಹೊಸ ಶಕ್ತಿ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಣೆಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಆಯ್ಕೆಯೆಂದರೆ ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು, ಇದು ದೀರ್ಘ ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಳಿಕೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ವೇಗವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆ. ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳು ಆನೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿ ವೈಫಲ್ಯ, ಬೆಂಕಿ ಅಥವಾ ಸ್ಫೋಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ, ಚೈನೀಸ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್, ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಆಫ್ ಚೈನೀಸ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್ ಮತ್ತು ಚೀನಾ ಹೈ ಪ್ರೆಶರ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ರಿಸರ್ಚ್ ಸೆಂಟರ್‌ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಕಾರ್ಬನ್ ಅಲೋಟ್ರೋಪ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಮೆಂಬರೇನ್ ವಿಭಜಕವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಡೆಂಡ್ರಿಟಿಕ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ತಡೆಯಲು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ [ಶಾಂಗೆಟಲ್. ವಸ್ತು.10(2018) 191-199].

ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ. ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಲಿಥಿಯಂ ಆನೋಡ್ ಬಾಹ್ಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲಕ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವಾಗ, ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಅನ್ನು ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಅನಗತ್ಯ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಇದು ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ನ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾ-ತೆಳುವಾದ (10nm) ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಡಯಾಸೆಟಿಲೀನ್ (ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣು ಏಕಪದರ ಸಕ್ಸಿನಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸರಪಳಿಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ) ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಮೆಂಬರೇನ್ ವಿಭಜಕವು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಡಯಾಸೆಟಿಲೀನ್ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ ಮತ್ತು ಗಡಸುತನವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಯು ಏಕರೂಪದ ರಂಧ್ರ ಜಾಲವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೇವಲ ಒಂದು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಅಯಾನುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅಯಾನುಗಳ ಏಕರೂಪದ ಪ್ರಸರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಬಲ್ಲವು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಾಧನದ ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಕೂಲಂಬ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆಯ ನೇತೃತ್ವ ವಹಿಸಿರುವ ಚೈನೀಸ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್‌ನ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯ ಲಿ ಯುಲಿಯಾಂಗ್ ವಿವರಿಸಿದರು. ಮರದ ಆಕಾರದ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ತಡೆಯಿರಿ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ತಲುಪಿ.

ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷಾರೀಯ ಲೋಹದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಎದುರಿಸುತ್ತಿರುವ ಕೆಲವು ಮುಳ್ಳಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಡೈಥೈನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ನಿವಾರಿಸಬಲ್ಲವು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ನಂಬಿದ್ದಾರೆ.

ಗ್ರಾಫಿಟಿಕ್ ಡಯಾಸೆಟಿಲೀನ್ ಹೈಪರ್-ಸಂಯೋಜಿತ ರಚನೆ, ಅಂತರ್ಗತ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಪೊರಸ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗೆಟರ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಲಿ ಹೇಳಿದರು. ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಇದು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ನಿರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಡೇಟಾವು ತುಂಬಾ ಸರಳವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಸುಲಭ.

ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್-ಡಯಾಸೆಟಿಲೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದ್ದರೂ, ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಸುರಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್-ಡಯಾಸೆಟಿಲೀನ್ ಗಂಭೀರ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ವರದಿಗಾರರಿಗೆ ತಿಳಿಸಿದರು.