Buzz
Những phát hiện này không chỉ mang lại ý nghĩa to lớn đối với xe điện mà còn có thể ảnh hưởng tới các ứng dụng lưu trữ năng lượng khác và các ngành vật liệu, nơi tuổi thọ và độ bền đóng vai trò quan trọng.
Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Energy đã chỉ ra rằng pin xe điện (EV) có thể kéo dài tuổi thọ hơn hẳn so với những ước tính trước đây khi được sử dụng trong điều kiện thực tế. Điều này có nghĩa là chủ xe điện có thể sử dụng xe của mình lâu hơn trước khi cần phải thay pin hoặc mua xe mới.
Thách thức với cách đánh giá tuổi thọ pin truyền thống
Thông thường, tuổi thọ pin được xác định qua các chu kỳ sạc-xả liên tục trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ ra rằng phương pháp này không phản ánh chính xác điều kiện lái xe thực tế.
"Chúng ta đã không thử nghiệm pin xe điện đúng cách," Simona Onori, tác giả chính và phó giáo sư tại Trường Bền Vững Doerr thuộc Đại học Stanford, chia sẻ. "Thực tế lái xe, với các tình huống như tăng tốc, phanh tái tạo năng lượng, dừng nghỉ để vào cửa hàng, và để pin nghỉ một lúc, thực sự giúp pin bền lâu hơn so với các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm."
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra bốn phương pháp sử dụng pin khác nhau, từ xả pin liên tục đến các chế độ xả động dựa trên dữ liệu lái xe thực tế. Họ đã kiểm tra 92 loại pin lithium-ion thương mại trong vòng hai năm. Kết quả cho thấy các phương pháp mô phỏng điều kiện sử dụng thực tế giúp kéo dài tuổi thọ của pin.
Một phát hiện bất ngờ là các lần tăng tốc ngắn và mạnh không những không làm hại pin mà còn giúp giảm tốc độ suy giảm của nó. "Việc tăng tốc mạnh không làm pin hỏng nhanh hơn. Thực tế, nó còn giúp kéo dài tuổi thọ của pin," Alexis Geslin, đồng tác giả nghiên cứu và nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Stanford, chia sẻ.
Yếu tố nào thực sự gây lão hóa cho pin: Thời gian hay chu kỳ sạc-xả?
Nghiên cứu cũng phân tích sự khác biệt giữa lão hóa pin do chu kỳ sạc-xả và do thời gian sử dụng. Đối với các phương tiện thương mại như xe buýt hoặc xe giao hàng, việc sạc và sử dụng pin thường xuyên là nguyên nhân chính gây lão hóa. Tuy nhiên, đối với các xe cá nhân, thời gian pin không được sử dụng lại là yếu tố quan trọng hơn.
"Chúng ta thường nghĩ rằng chu kỳ sạc-xả là yếu tố chính gây lão hóa, và điều này đúng đối với các phương tiện thương mại. Tuy nhiên, đối với xe cá nhân, đặc biệt là những xe đỗ hoặc ít khi sạc, thời gian không sử dụng mới là yếu tố quyết định," Geslin giải thích.
Nghiên cứu còn phát hiện một "điểm ngọt" trong tốc độ xả pin trung bình, nơi mà sự lão hóa do thời gian và chu kỳ sạc-xả đạt được sự cân bằng. Điều này có thể mở ra cơ hội cải tiến phần mềm quản lý pin, giúp kéo dài tuổi thọ của pin trong điều kiện sử dụng thực tế.
Le Xu, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về khoa học năng lượng, nhấn mạnh rằng các nhà khoa học hiện nay có thể xem xét lại cơ chế lão hóa của pin ở cấp độ hóa học, vật liệu và tế bào. "Điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của các thuật toán điều khiển tiên tiến, tối ưu hóa việc sử dụng các kiến trúc pin thương mại hiện tại."
