Hoʻohana ʻia nā pila lithium ion hiki ke hoʻouka hou ʻia e hoʻoikaika i nā mea uila he nui i ko kākou ola o kēlā me kēia lā, mai nā kamepiula lawe lima a me nā kelepona paʻalima a hiki i nā kaʻa uila. ʻO nā pila lithium ion ma ka mākeke i kēia lā e hilinaʻi pinepine ʻia ma kahi hopena wai, i kapa ʻia he electrolyte, ma waenakonu o ke kelepona.

Ke hoʻoikaika nei ka pila i kahi hāmeʻa, neʻe nā ion lithium mai ka hopena i hoʻopiʻi maikaʻi ʻole ʻia, a i ʻole anode, ma o ka electrolyte wai, a i ka hopena i hoʻopiʻi maikaʻi ʻia, a i ʻole cathode. Ke hoʻouka hou ʻia nei ka pila, kahe nā ion i ka ʻaoʻao ʻē aʻe mai ka cathode, ma o ka electrolyte, a i ka anode.

ʻO nā pila lithium ion e hilinaʻi nei i nā electrolytes wai he pilikia palekana nui: hiki iā lākou ke puhi i ke ahi ke hoʻouka nui ʻia a i ʻole ka pōkole. ʻO kahi koho palekana i nā electrolytes wai, ʻo ia ke kūkulu ʻana i kahi pila e hoʻohana ana i kahi electrolyte paʻa e lawe i nā ion lithium ma waena o ka anode a me ka cathode.

Eia nō naʻe, ua ʻike ʻia nā noiʻi mua ua alakaʻi kahi electrolyte paʻa i nā ulu liʻiliʻi metala, i kapa ʻia ʻo dendrites, e kūkulu ʻia ma luna o ka anode i ka wā e hoʻouka ana ka pila. Hoʻopōkole kēia mau dendrites i nā pila ma nā au haʻahaʻa, e hoʻolilo ana iā lākou i mea hiki ʻole ke hoʻohana ʻia.

Hoʻomaka ka ulu ʻana o ka dendrite ma nā hemahema liʻiliʻi i loko o ka electrolyte ma ka palena ma waena o ka electrolyte a me ka anode. Ua ʻike koke nei nā kānaka ʻepekema ma India i kahi ala e hoʻolohi ai i ka ulu ʻana o ka dendrite. Ma ka hoʻohui ʻana i kahi papa metala lahilahi ma waena o ka electrolyte a me ka anode, hiki iā lākou ke pale i ka ulu ʻana o nā dendrites i loko o ka anode.

Ua koho nā kānaka ʻepekema e aʻo i ka alumini a me ka tungsten ma ke ʻano he mau metala hiki ke kūkulu i kēia papa metala lahilahi. ʻO kēia no ka mea ʻaʻole hui pū ka alumini a me ka tungsten, a i ʻole ka alloy, me ka lithium. Ua manaʻo nā kānaka ʻepekema e hoʻemi kēia i ka hiki ke hana ʻia nā hemahema i loko o ka lithium. Inā hui pū ka metala i koho ʻia me ka lithium, hiki i nā liʻiliʻi o ka lithium ke neʻe i loko o ka papa metala i ka hala ʻana o ka manawa. E waiho kēia i kahi ʻano kīnā i kapa ʻia he hakahaka i loko o ka lithium kahi e hiki ai i kahi dendrite ke hana.

I mea e hoʻāʻo ai i ka pono o ka papa metala, ua hoʻākoakoa ʻia ʻekolu ʻano pila: hoʻokahi me kahi papa lahilahi o ka alumini ma waena o ka lithium anode a me ka electrolyte paʻa, hoʻokahi me kahi papa lahilahi o ka tungsten, a hoʻokahi me ka ʻole o kahi papa metala.

Ma mua o ka hoʻāʻo ʻana i nā pila, ua hoʻohana nā kānaka ʻepekema i kahi microscope mana kiʻekiʻe, i kapa ʻia he microscope electron scanning, e nānā pono i ka palena ma waena o ka anode a me ka electrolyte. Ua ʻike lākou i nā hakahaka liʻiliʻi a me nā lua i loko o ka laʻana me ka ʻole o kahi papa metala, e hoʻomaopopo ana he mau wahi paha kēia mau hemahema no ka ulu ʻana o nā dendrites. Ua nānā maʻalahi a hoʻomau nā pila me nā papa alumini a me tungsten.

I ka hoʻokolohua mua, ua hoʻokele ʻia kahi au uila mau ma o kēlā me kēia pila no 24 mau hola. Ua pōkole ka pila me ka ʻole o ka papa metala a ua hāʻule i loko o nā hola 9 mua, ma muli paha o ka ulu ʻana o ka dendrite. ʻAʻole i hāʻule kekahi pila me ka alumini a i ʻole ka tungsten i kēia hoʻokolohua mua.

I mea e hoʻoholo ai i ka papa metala i ʻoi aku ka maikaʻi ma ka hoʻōki ʻana i ka ulu ʻana o ka dendrite, ua hana ʻia kekahi hoʻokolohua ʻē aʻe ma nā laʻana papa alumini a me tungsten wale nō. Ma kēia hoʻokolohua, ua hoʻololi ʻia nā pila ma o ka hoʻonui ʻana i nā mānoanoa o ke au, e hoʻomaka ana ma ke au i hoʻohana ʻia ma ka hoʻokolohua ma mua a hoʻonui iki ʻia ma kēlā me kēia ʻanuʻu.

Ua manaʻo ʻia ʻo ke au i hoʻopōkole ʻia ai ka pila ʻo ia ke au koʻikoʻi no ka ulu ʻana o ka dendrite. Ua hāʻule ka pila me kahi papa alumini i ʻekolu manawa o ke au hoʻomaka, a ua hāʻule ka pila me kahi papa tungsten ma mua o ʻelima manawa o ke au hoʻomaka. Hōʻike kēia hoʻokolohua ua ʻoi aku ka maikaʻi o ka tungsten ma mua o ka alumini.

Eia hou, ua hoʻohana nā kānaka ʻepekema i kahi microscope electron scanning e nānā i ka palena ma waena o ka anode a me ka electrolyte. Ua ʻike lākou ua hoʻomaka nā hakahaka e hana i loko o ka papa metala ma ʻelua hapakolu o nā densities au koʻikoʻi i ana ʻia ma ka hoʻokolohua mua. Eia naʻe, ʻaʻole i loaʻa nā hakahaka ma hoʻokahi hapakolu o ka densities au koʻikoʻi. Ua hōʻoia kēia e hoʻomau ka hoʻokumu ʻana o ka hakahaka i ka ulu ʻana o ka dendrite.

A laila ua holo nā kānaka ʻepekema i nā helu helu e hoʻomaopopo ai pehea e launa pū ai ka lithium me kēia mau metala, me ka hoʻohana ʻana i ka mea a mākou i ʻike ai e pili ana i ke ʻano o ka pane ʻana o ka tungsten a me ka alumini i nā loli ikehu a me ka mahana. Ua hōʻike lākou he ʻoi aku ka nui o nā papa alumini no ka hoʻomohala ʻana i nā hakahaka i ka wā e launa pū ai me ka lithium. ʻO ka hoʻohana ʻana i kēia mau helu e maʻalahi ai ke koho ʻana i kahi ʻano metala ʻē aʻe e hoʻāʻo ai i ka wā e hiki mai ana.

Ua hōʻike kēia haʻawina he ʻoi aku ka hilinaʻi o nā pila electrolyte paʻa ke hoʻohui ʻia kahi papa metala lahilahi ma waena o ka electrolyte a me ka anode. Ua hōʻike pū nā kānaka ʻepekema ʻo ke koho ʻana i hoʻokahi metala ma mua o kekahi, ma kēia hihia ʻo tungsten ma kahi o ka alumini, hiki ke hoʻolōʻihi i nā pila. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o kēia mau ʻano pila e lawe mai iā lākou i hoʻokahi ʻanuʻu kokoke i ka pani ʻana i nā pila electrolyte wai hiki ke ʻā ma ka mākeke i kēia lā.