Pin lithium mới sạc trong vòng chưa đầy năm phút

Các kỹ sư tại Đại học Cornell, Hoa Kỳ đã phát triển được loại pin lithium mới có khả năng sạc trong vòng chưa đầy năm phút, nhanh hơn mọi loại pin hiện có trên thị trường, trong khi vẫn duy trì hiệu suất ổn định qua các chu kỳ sạc và xả sạc kéo dài. Công nghệ mới làm giảm lo ngại cho lái xe về khó khăn trong việc di chuyển được quãng đường dài do không sạc lại xe được nhanh.

Lynden Archer, giáo sư kỹ thuật và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Lo ngại về phạm vi di chuyển là rào cản lớn đối với việc điện khí hóa giao thông vận tải khi so với những rào cản khác như chi phí và công suất pin. Chúng tôi đã xác định được lộ trình loại bỏ bằng cách sử dụng các thiết kế điện cực hợp lý. Nếu bạn sạc pin xe điện trong vòng 5 phút, bạn sẽ không cần phải có cục pin đủ lớn để di chuyển quãng đường 300 dặm (khoảng 482 km). Bạn có thể sử dụng pin dung lượng nhỏ hơn, làm giảm chi phí xe điện, cho phép mở rộng phạm vi sử dụng”.

Pin lithium-ion là một trong những phương tiện phổ biến cung cấp năng lượng cho xe điện và điện thoại thông minh. Pin nhẹ, đáng tin cậy và tương đối tiết kiệm năng lượng, nhưng mất nhiều giờ để sạc và không có khả năng xử lý dòng điện tăng đột biến.

Các nhà nghiên cứu đã xác định indium là vật liệu có triển vọng đặc biệt cho pin sạc nhanh. Indium là kim loại mềm, chủ yếu được sử dụng làm lớp phủ oxit thiếc indium cho màn hình cảm ứng và tấm pin mặt trời.

Nghiên cứu mới cho thấy indium có hai đặc điểm quan trọng dùng làm cực dương của pin: hàng rào năng lượng di chuyển cực thấp, thiết lập tốc độ khuếch tán của các ion ở trạng thái rắn; và mật độ dòng trao đổi khiêm tốn, liên quan đến tốc độ khử các ion ở cực dương. Sự kết hợp của các đặc tính động học này (khuếch tán nhanh và phản ứng bề mặt chậm) là cần thiết để sạc nhanh và lưu trữ trong thời gian dài.

Archer cho biết: “Đổi mới quan trọng là chúng tôi đã phát hiện ra nguyên tắc thiết kế cho phép các ion kim loại ở cực dương của pin di chuyển tự do xung quanh, tìm cấu hình phù hợp và sau đó tham gia vào phản ứng lưu trữ điện tích. Kết quả cuối cùng là trong mỗi chu kỳ sạc, điện cực đều ở trạng thái ổn định. Điều đó mang lại cho loại pin sạc nhanh mới của chúng tôi khả năng sạc và xả liên tục trong hàng nghìn chu kỳ”.

Công nghệ đó, kết hợp với sạc cảm ứng không dây trên đường, sẽ thu nhỏ kích thước pin và giảm giá thành sản phẩm, khiến phương tiện chạy bằng điện trở thành lựa chọn khả thi hơn cho lái xe.

N.P.D (NASATI), theo Scitechdaily, 2/2024