Một nhóm nhà nghiên cứu vừa tìm ra phương pháp vừa rẻ vừa hữu ích để bảo vệ cực dương của pin Lithium-ion, giúp chúng bền bỉ hơn đáng kể chỉ bằng một thay đổi hóa học nhỏ trong quy trình sản xuất.
Nỗ lực giải quyết điểm yếu cố hữu của pin
Trong thế giới công nghệ, pin Lithium-ion là trái tim của mọi thứ, từ điện thoại thông minh đến xe điện. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất lâu nay chính là sự xuống cấp của cực dương (cathode). Trong khi cực âm có thể tự tạo ra lớp màng bảo vệ khi hoạt động, thì cực dương lại nằm trong môi trường oxy hóa mạnh, khiến các chất điện phân bị phân hủy quá nhanh trước khi kịp hình thành 'lá chắn' bảo vệ.
Tìm ra mẹo để giải quyết nhược điểm chí mạng của pin Lithium-ion
ẢNH: CHỤP MÀN HÌNH CELL SAVIORS
Mới đây, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Chunsheng Wang tại Đại học Maryland (Mỹ) đã tạo nên một bước ngoặt. Thay vì phải thiết kế lại toàn bộ cấu trúc cell pin phức tạp và đắt đỏ, họ chỉ sử dụng một 'mẹo' nhỏ từ hóa học hữu cơ.
Bằng cách điều chỉnh chất điện phân để chúng dễ tiếp nhận điện tử hơn, nhóm nghiên cứu đã ép chất điện phân phân hủy theo cách có kiểm soát. Kết quả là một lớp màng bảo vệ nanomet đồng nhất được hình thành ngay trên bề mặt cực dương.
Điều thú vị là lớp màng này có thể tùy biến tùy theo mục đích sử dụng:
- Ưu tiên tuổi thọ: Tạo lớp phủ dày để bảo vệ pin tối đa, phù hợp cho các hệ thống lưu trữ điện lưới.
- Ưu tiên tốc độ: Tạo lớp phủ mỏng để ion di chuyển nhanh hơn, giúp pin sạc nhanh và xả mạnh, lý tưởng cho xe điện (EV).
Điểm khiến giới chuyên gia phấn khích nhất chính là tính thực tế. Michel Armand, chuyên gia từ trung tâm năng lượng CIC energiGUNE (Tây Ban Nha), nhận định rằng vì phương pháp này dựa trên các quy trình hóa học tiêu chuẩn, nó hoàn toàn tương thích với các dây chuyền sản xuất pin hiện có mà không làm tăng chi phí đáng kể hay gây mất an toàn.
Nếu vượt qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt về chu kỳ dài hạn, công nghệ này sẽ sớm có mặt trên các thiết bị cầm tay và xe điện trong tương lai gần, chấm dứt nỗi lo 'chai pin' của người dùng toàn cầu.
