Hoang Son
Phụ Xế
- Bài viết
- 1,094
- Loại bài
- Bài sản xuất
Hàn Quốc giới thiệu công nghệ pin lithium ba lớp dành cho xe điện EV cùng những tính năng đột phá về an toàn, tự chữa cháy và chu kỳ pin 1.000 lần sạc vẫn giữ mức hiệu suất 87,9%.
Những năm gần đây, các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới dành nhiều thơi gian để tối ưu pin dành cho ô tô điện nhằm tối ưu quãng đường di chuyển dài hơn. Mới đây, nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST) tại Hàn Quốc đã tạo ra một loại pin lithium kim loại mới sáng tạo có "điện phân polymer rắn ba lớp"; đặc biệt có khả năng tự dập tắt trong đám cháy và giữ được hiệu suất cao ngay cả khi trải qua nhiều chu kỳ sạc.
Đối với ngành công nghiệp xe điện (EV), đây là một phát minh có tiềm năng giảm thiểu đáng kể rủi ro cháy nổ, vốn là mối lo ngại lớn đối với người dùng xe điện.
Hãy cùng phân tích, trong các loại pin sử dụng chất điện phân polymer rắn truyền thống, lithium có thể hình thành các cấu trúc nhỏ, mỏng và dài được ví như 'nhánh cây' nên được gọi là "dendrites", điều này xuất hiện trong quá trình sạc và xả của pin lithium. Tuy nghe vô hại nhưng các nhánh có thể làm hỏng các kết nối bên trong của lõi pin, tăng nguy cơ cháy nổ.
Việc ngăn chặn hình thành Dendrite là thách thức lớn đối với pin lithium, bởi dendrite có thể gây hiện tượng đoản mạch, giảm hiệu suất pin và ảnh hưởng an toàn.
Trong một nghiên cứu được đánh giá bởi các chuyên gia và vừa được công bố trên tạp chí Small, nhóm nghiên cứu tại DGIST đã trình bày chi tiết cấu trúc chất điện phân ba lớp sáng tạo của họ, được thiết kế để cải thiện độ an toàn và hiệu suất của pin. Thiết kế thông minh gồm lớp ngoài mềm giúp đảm bảo tiếp xúc tốt với các điện cực, trong khi lớp giữa cứng cáp tăng cường độ bền cấu trúc của pin.
Lớp điện phân được cải tiến với chất chống cháy (decabromodiphenyl ethane), nồng độ muối lithium cao và zeolite (được cấu tạo từ các hợp chất nhôm, silic và oxy), giúp tăng cường độ bền tổng thể. Mặc dù các chi tiết nghe rất phức tạp, nhưng kết quả đạt được là một loại pin an toàn và đáng tin cậy hơn. Công nghệ pin đột phá này không chỉ dừng lại ở việc nâng cao an toàn chống cháy nổ.
Theo nhóm nghiên cứu, gồm Tiến sĩ Kim Jae-Hyun, thiết kế pin mới sở hữu tuổi thọ ấn tượng, duy trì khoảng 87,9% hiệu suất sau 1.000 chu kỳ sạc và xả. Đây là một cải tiến đáng kể so với hầu hết các loại pin hiện tại, thường sẽ mất 20–30% dung lượng sau cùng số chu kỳ.
Để dễ hình dung về mặt lý thuyết, chiếc xe điện (EV) có phạm vi hoạt động 300 dặm (khoảng 480 km), nếu sử dụng loại pin mới này sẽ duy trì 87,9% dung lượng, cung cấp hơn 260 dặm (hơn 400 km). Với chu kỳ 1.000 lần sạc thì pin giảm đến dung lượng còn 87,9% thì đồng nghĩa xe có thể đi được 300.000 dặm (khoảng 480.000 km).
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cho biết pin còn có khả năng tự dập lửa nếu xảy ra hỏa hoạn. Sự kết hợp độc đáo giữa độ bền và an toàn này có tiềm năng tạo ra tác động lớn đối với ngành công nghiệp pin.
“Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ đóng góp đáng kể vào việc thương mại hóa pin lithium kim loại sử dụng chất điện phân polymer rắn, đồng thời cung cấp sự ổn định và hiệu quả cao hơn cho các thiết bị lưu trữ năng lượng”, Tiến sĩ Kim Jae-Hyun giải thích.
Nói cách khác, phát minh này có thể trở thành tiêu chuẩn mới cho các hãng xe điện, đặc biệt khi nhu cầu về xe điện ngày càng tăng cao. Các nhà sản xuất xe hơi lớn có thể tích hợp công nghệ này để nâng cao độ an toàn và cạnh tranh trên thị trường.
Mặc dù xe điện là ứng dụng rõ ràng nhất của công nghệ này, phạm vi ứng dụng còn mở rộng xa hơn. Những loại pin tiên tiến này có thể được ứng dụng trong thiết bị điện tử từ smartphone, thiết bị đeo tay cho đến các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
Tổng hợp
