Một bước đột phá trong công nghệ pin

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Doshisha và Tập đoàn TDK, Nhật Bản, đã phát triển thành công loại pin lithium-ion (LIB) bán rắn, không cháy. Đây là giải pháp vượt trội khắc phục các nhược điểm của pin truyền thống, đồng thời tăng cường độ an toàn và độ bền.

Pin mới kết hợp giữa chất điện phân lỏng và rắn, mang lại sự cân bằng giữa mật độ năng lượng cao và hiệu suất chu kỳ bền vững. So với các loại pin toàn rắn, thiết kế này an toàn hơn và bền bỉ hơn.

Theo báo cáo từ nhóm nghiên cứu, pin có khả năng dẫn ion cao, hiệu suất chu kỳ được cải thiện, và an toàn vượt trội hơn so với pin lithium-ion truyền thống.

Cấu trúc tiên tiến với vật liệu thế hệ mới

Thiết kế của pin sử dụng cực âm silicon (Si) và cực dương LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) – các vật liệu được coi là tiêu biểu cho công nghệ pin tương lai. Hai cực được tách biệt bằng một tấm gốm thủy tinh dẫn ion lithium do OHARA sản xuất.

Chất điện phân không cháy gần như bão hòa được tùy chỉnh cho từng điện cực, giúp cải thiện độ tương thích và hiệu suất. Các hợp chất như Tris (2,2,2-trifluoromethyl) phosphate và methyl 2,2,2-trifluoromethyl carbonate được sử dụng để tối ưu hóa bề mặt điện cực và giảm thiểu phản ứng phụ.

Pin thử nghiệm dạng túi 30 mAh đã cho thấy hiệu suất điện hóa vượt trội, khả năng ổn định nhiệt và độ dẫn ion cao. Các thử nghiệm như đo nhiệt lượng, chu kỳ sạc/xả, và phổ trở kháng điện hóa đều chứng minh rằng pin có khả năng chịu nhiệt tốt, ít phát nhiệt ngay cả ở 150°C, và duy trì độ bền trong thời gian dài.

Xem thêm: Lắp điện năng lượng mặt trời - ProSolar

Tương lai của xe điện và thiết bị không dây

Với sự ổn định nhiệt cao, hiệu suất sạc/xả mạnh mẽ, và mật độ năng lượng được cải thiện, loại pin mới này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa ngành công nghiệp xe điện và các thiết bị không dây như máy bay không người lái.

Nhóm nghiên cứu nhận định: “Pin lithium-ion bán rắn không cháy này không chỉ mang lại tiện ích cho người dùng mà còn góp phần thúc đẩy tăng trưởng kinh tế bền vững và phát triển các thiết bị hiệu quả hơn trong tương lai.”

Kim Anh (Theo Interesting Engineering)