Đột phá mới về pin lithium-metal của các nhà nghiên cứu Hàn Quốc mở ra khả năng sạc gần đầy chỉ trong 12 phút và cho phép xe chạy tới 800 km chỉ với một lần sạc.
Điểm khác biệt của pin lithium-metal so với pin lithium-ion thông thường nằm ở cấu tạo cực dương. Thay vì dùng than chì, pin mới sử dụng kim loại lithium. Điều này giúp mật độ năng lượng tăng vượt trội, đồng nghĩa với quãng đường đi xa hơn và tốc độ sạc nhanh hơn.
Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất từ trước đến nay là sự hình thành “dendrite”, là các nhánh tinh thể mọc ra từ cực dương trong quá trình sạc. Dendrite làm suy giảm hiệu suất pin theo thời gian. Tình trạng này đặc biệt nghiêm trọng khi sạc nhanh và có thể dẫn đến đoản mạch gây mất an toàn.
Trong nghiên cứu vừa đăng tải ngày 3/9 trên tạp chí Nature Energy, nhóm tác giả cho biết đã tìm ra cách ức chế sự phát triển của dendrite nhờ một loại chất điện giải lỏng mới. Chất này có khả năng “ức chế kết dính”, giúp các ion lithium phân bố đều hơn trên bề mặt cực dương, từ đó ngăn chặn sự hình thành dendrite.
Các thử nghiệm trong phòng nghiên cứu cho thấy mẫu pin này có thể sạc từ 5% lên 70% chỉ trong 12 phút và duy trì tốc độ đó qua 350 chu kỳ. Phiên bản dung lượng cao hơn đạt 80% trong 17 phút qua 180 chu kỳ sạc. Tuổi thọ của pin ước tính có thể đạt hơn 300.000 km.
Trong lĩnh vực pin, “mật độ năng lượng” là yếu số then chốt, thể hiện lượng năng lượng lưu trữ được trên mỗi đơn vị khối lượng hoặc thể tích. Đây cũng chính là yếu tố quyết định quãng đường xe điện có thể di chuyển sau một lần sạc.
Giáo sư Hee Tak Kim chuyên ngành kỹ thuật hóa học và sinh học phân tử tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST), đồng tác giả nghiên cứu, nhận định: “Công trình nghiên cứu này đã đặt nền tảng quan trọng để vượt qua thách thức lớn nhất của pin lithium-metal, mở đường cho việc ứng dụng thực tế trong xe điện”.
Theo LiveScience
