Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa phát triển công nghệ pin lithium kim loại đột phá có tên Hệ thống POSTECH.
Công nghệ pin mới giúp tăng cường đáng kể khả năng lưu trữ năng lượng cho xe điện. Ảnh: W. Prasongsin Stulio/GettyImages
Được gọi là "dream battery" (pin trong mơ), công nghệ pin điều khiển bằng từ trường mới nhất này mang lại dung lượng lưu trữ năng lượng gấp 4 lần so với các cực dương than chì thương mại hiện nay; đồng thời duy trì hiệu suất Coulomb trên 99% trong hơn 300 chu kỳ.
Phát minh này đánh dấu bước ngoặt từ nghiên cứu cơ bản, hứa hẹn thay đổi ngành công nghiệp xe điện (EV) toàn cầu, giúp xe điện phổ biến hơn bằng cách loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nổ pin cũng như sự hình thành dendrite – nguyên nhân chính gây chập mạch, quá nhiệt ở pin xe điện.
Công nghệ pin từ Hàn Quốc giải quyết 2 nỗi lo lớn
Đây là bước tiến lớn giải quyết hai nỗi lo lớn nhất của xe điện: Quãng đường di chuyển ngắn và rủi ro cháy nổ.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang (POSTECH), do Giáo sư Won Bae Kim dẫn đầu, đã sử dụng từ trường bên ngoài để điều chỉnh sự vận chuyển ion lithium, cung cấp giải pháp kỹ thuật cho cả những hạn chế về phạm vi hoạt động và mối lo ngại về an toàn vốn có trong các hệ thống năng lượng xe điện hiện nay.
Bước tiến này tập trung vào việc giải quyết vấn đề hình thành các nhánh tinh thể (dendrites), là những cấu trúc sắc nhọn, hình kim phát triển trong các chu kỳ sạc lặp đi lặp lại ở pin lithium kim loại dung lượng cao.
Trong các cấu hình tiêu chuẩn, những cấu trúc này cuối cùng sẽ xuyên thủng lớp ngăn cách bên trong của pin, tạo ra các mạch ngắn bên trong dẫn đến hiện tượng quá nhiệt và nổ.
Hệ thống POSTECH khắc phục hạn chế này bằng cách tạo ra một lớp lắng đọng kim loại lithium mịn và dày đặc, duy trì ổn định trong hàng trăm chu kỳ.
Hệ thống lai tạo này lưu trữ năng lượng thông qua cơ chế kép, giữ lithium cả bên trong ma trận oxit và dưới dạng lithium kim loại được lắng đọng trên bề mặt.
Giáo sư Won Bae Kim lưu ý rằng phương pháp này giải quyết hai thách thức chính của cực dương kim loại lithium, đó là sự không ổn định về cấu trúc và sự hình thành các nhánh tinh thể.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng phát hiện này sẽ là nền tảng kỹ thuật để tăng tốc độ sạc và tuổi thọ chu kỳ của pin dành cho ngành công nghiệp ô tô và các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
Trang Ly
