ফাস্ট-চার্জিং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি সর্বব্যাপী, সেলফোন এবং ল্যাপটপ থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক যানবাহন পর্যন্ত সমস্ত কিছু শক্তিশালী করে। অতিরিক্ত গরম বা আগুন ধরার জন্য এগুলি কুখ্যাত।
এখন, একটি উদ্ভাবনী গণনামূলক মডেল সহ, উইসকনসিন-মেডিসন মেকানিকাল ইঞ্জিনিয়ার বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি ঘটনা সম্পর্কে নতুন ধারণা অর্জন করেছে যা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যর্থ হতে পারে।
ইউডাব্লু-ম্যাডিসনের মেকানিকাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক ওয়েইউ লি দ্বারা বিকাশিত, মডেলটি লিথিয়াম প্লাটিং ব্যাখ্যা করে, যেখানে দ্রুত চার্জিং ধাতব লিথিয়ামকে ব্যাটারির অ্যানোডের পৃষ্ঠের উপরে তৈরি করতে ট্রিগার করে, যার ফলে ব্যাটারিটি দ্রুত অবনমিত হয় বা আগুনকে হ্রাস করে।
এই জ্ঞানটি দ্রুত চার্জিং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলির দিকে নিয়ে যেতে পারে যা নিরাপদ এবং দীর্ঘস্থায়ী।
লিথিয়াম ধাতুপট্টাবৃত ট্রিগার যে প্রক্রিয়াগুলি এখনও অবধি ভালভাবে বোঝা যায় নি। তার মডেলের সাথে, লি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে গ্রাফাইট অ্যানোডে লিথিয়াম প্লেটিং অধ্যয়ন করেছিলেন। মডেলটি প্রকাশ করেছে যে কীভাবে আয়ন পরিবহন এবং বৈদ্যুতিন রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির মধ্যে জটিল ইন্টারপ্লে লিথিয়াম প্লেটিং চালায়। তিনি জার্নালে 10 মার্চ, 2025 এ প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে তার ফলাফলগুলি বিশদ করেছিলেন এসিএস এনার্জি লেটারস।
লি বলেছেন, “এই মডেলটি ব্যবহার করে আমি অপারেটিং শর্ত এবং উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্য এবং লিথিয়াম ধাতুপট্টাবৃত সূচনার মতো মূল কারণগুলির মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করতে সক্ষম হয়েছি।” “এই ফলাফলগুলি থেকে, আমি একটি চিত্র তৈরি করেছি যা প্লেটিং প্রশমিত করার কৌশলগুলিতে পদার্থবিজ্ঞান ভিত্তিক গাইডেন্স সরবরাহ করে। চিত্রটি এই অনুসন্ধানগুলি খুব অ্যাক্সেসযোগ্য করে তোলে এবং গবেষকরা কোনও অতিরিক্ত সিমুলেশন সম্পাদনের প্রয়োজন ছাড়াই ফলাফলগুলি ব্যবহার করতে পারেন।”
গবেষকরা কেবল সেরা ব্যাটারি উপকরণগুলিই ডিজাইন করতে লি’র ফলাফলগুলি ব্যবহার করতে পারেন – তবে গুরুত্বপূর্ণভাবে, ব্যাটারির আয়ু বাড়ানো প্রোটোকলগুলি চার্জ করা।
লি বলেছেন, “এই পদার্থবিজ্ঞান ভিত্তিক দিকনির্দেশনাটি মূল্যবান কারণ এটি চার্জের সময় চার্জের সময় বর্তমান ঘনত্বগুলি সামঞ্জস্য করার সর্বোত্তম উপায় নির্ধারণ করতে সক্ষম করে, লিথিয়াম ধাতুপট্টাবৃত এড়াতে,” লি বলেছেন।
লিথিয়াম প্লেটিং সম্পর্কিত পূর্ববর্তী গবেষণা মূলত চরম ক্ষেত্রে মনোনিবেশ করেছে। উল্লেখযোগ্যভাবে, লি’র মডেলটি বিস্তৃত শর্তের উপরে লিথিয়াম প্লেটিংয়ের সূচনা তদন্তের একটি উপায় সরবরাহ করে, ঘটনার আরও বিস্তৃত চিত্র সক্ষম করে।
লিথিয়াম প্লেটিংয়ের উপর তাদের প্রভাব অন্বেষণ করার জন্য স্ট্রেস জেনারেশনের মতো যান্ত্রিক কারণগুলি অন্তর্ভুক্ত করার জন্য তার মডেলটিকে আরও বিকাশ করার পরিকল্পনা রয়েছে।