Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Pin lithium-ion hiện là nền tảng của phần lớn thiết bị điện tử và xe điện, nhưng chúng vẫn tồn tại một nhược điểm nghiêm trọng: các nhánh dendrite. Đây là những sợi lithium siêu nhỏ hình thành bên trong pin, có thể đâm thủng lớp ngăn cách và gây đoản mạch, từ đó giảm tuổi thọ pin và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.
Mới đây, các nhà khoa học tại Đại học Harvard đã công bố thiết kế pin lithium-kim loại hoàn toàn mới, hứa hẹn khắc phục nhược điểm này nhờ một cơ chế tự phục hồi thông minh và cấu trúc nhiều lớp độc đáo.
Một điểm đặc biệt nữa là công nghệ tự phục hồi: nếu xuất hiện vết nứt, pin có thể tự “lấp đầy” chúng nhờ cơ chế phân hủy hóa học điều khiển động lực học, giúp ngăn các nhánh dendrite hình thành từ đầu.
Trong quá trình thử nghiệm, thiết kế này đã hoạt động vượt mong đợi. Các nhà nghiên cứu đã sạc xả pin hơn 10.000 lần mà vẫn giữ được 82% dung lượng ban đầu. Đây là một con số ấn tượng, tương đương với tuổi thọ của một chiếc ô tô chạy xăng từ 10 đến 15 năm mà không cần thay pin.
Một ưu điểm lớn khác là tốc độ sạc: pin mới có thể được sạc đầy trong 10–20 phút, giúp trải nghiệm xe điện trở nên tiện lợi hơn rất nhiều. Nếu được sản xuất quy mô lớn, nó không chỉ giúp giảm chi phí pin vốn chiếm một phần đáng kể trong giá thành xe điện mà còn tăng độ bền và giảm nguy cơ hỏng hóc trong quá trình sử dụng lâu dài.
Nhà khoa học Xin Li từ Đại học Harvard khẳng định: “Pin lithium-metal có thể là tương lai thực sự của ngành năng lượng. Thiết kế mới này cho thấy nó hoàn toàn có thể cạnh tranh với các loại pin lithium-ion thương mại.” (popularmechanics)
Mới đây, các nhà khoa học tại Đại học Harvard đã công bố thiết kế pin lithium-kim loại hoàn toàn mới, hứa hẹn khắc phục nhược điểm này nhờ một cơ chế tự phục hồi thông minh và cấu trúc nhiều lớp độc đáo.
Thiết kế “BLT” giúp ngăn chặn hoàn toàn dendrite
Pin mới không dùng chất điện phân lỏng như truyền thống mà sử dụng vật liệu rắn một bước tiến quan trọng giúp tăng độ ổn định cấu trúc. Trong thiết kế của Harvard, pin được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu rắn với đặc tính khác nhau: một lớp chất điện phân dễ bị dendrite nhưng ổn định được "kẹp" giữa hai lớp vật liệu ngăn chặn dendrite phát triển. Hình dung đơn giản, đây giống như chiếc bánh mì BLT: bánh mì là lithium kim loại, rau và thịt tượng trưng cho các lớp điện phân và than chì.Một điểm đặc biệt nữa là công nghệ tự phục hồi: nếu xuất hiện vết nứt, pin có thể tự “lấp đầy” chúng nhờ cơ chế phân hủy hóa học điều khiển động lực học, giúp ngăn các nhánh dendrite hình thành từ đầu.
Trong quá trình thử nghiệm, thiết kế này đã hoạt động vượt mong đợi. Các nhà nghiên cứu đã sạc xả pin hơn 10.000 lần mà vẫn giữ được 82% dung lượng ban đầu. Đây là một con số ấn tượng, tương đương với tuổi thọ của một chiếc ô tô chạy xăng từ 10 đến 15 năm mà không cần thay pin.
Tương lai của pin xe điện: Nhẹ hơn, sạc nhanh hơn, bền hơn
Pin lithium-kim loại từng được xem là "chén thánh" trong ngành lưu trữ năng lượng nhờ dung lượng và mật độ năng lượng cao, nhưng trước đây luôn gặp vấn đề về tính ổn định. Thiết kế mới của Harvard có thể mở đường cho loại pin này tiến ra thị trường, cạnh tranh trực tiếp với pin lithium-ion hiện tại.Một ưu điểm lớn khác là tốc độ sạc: pin mới có thể được sạc đầy trong 10–20 phút, giúp trải nghiệm xe điện trở nên tiện lợi hơn rất nhiều. Nếu được sản xuất quy mô lớn, nó không chỉ giúp giảm chi phí pin vốn chiếm một phần đáng kể trong giá thành xe điện mà còn tăng độ bền và giảm nguy cơ hỏng hóc trong quá trình sử dụng lâu dài.
Nhà khoa học Xin Li từ Đại học Harvard khẳng định: “Pin lithium-metal có thể là tương lai thực sự của ngành năng lượng. Thiết kế mới này cho thấy nó hoàn toàn có thể cạnh tranh với các loại pin lithium-ion thương mại.” (popularmechanics)
