BP copolymer - Giải pháp mới cho việc giữ dung lượng pin lithium-ion trong thời gian dài hơn 5 năm
Thiết bị điện tử sử dụng pin sạc thường gặp vấn đề về giảm dung lượng theo thời gian. Mặc dù mới, smartphone có thể chỉ chạy được 3/4 ngày sau một năm sử dụng do dung lượng pin giảm dần. Số lần sạc lại của pin lithium-ion hiện nay là có hạn, cùng với việc dung lượng giảm dần theo thời gian. Một số nhà sản xuất như Apple đề cập đến vấn đề này qua chỉ số “battery health”.
Một trong những nguyên nhân quan trọng gây suy giảm dung lượng pin lithium-ion là sự xuống cấp của cực dương graphite. Graphite đã được sử dụng làm cực dương cho pin lithium-ion trong hơn 30 năm qua. Sự bong tróc của khung graphite trong quá trình sạc sâu là thách thức lớn nhất, dẫn đến giảm dung lượng theo thời gian. Để ổn định khung graphite, PVDF đã được sử dụng làm chất kết dính, nhưng hiệu suất của nó trên các mẫu pin có vòng đời dài là không đủ. Pin lithium-ion sử dụng PVDF làm chất kết dính sẽ chỉ còn 65% dung lượng sau 500 chu kỳ sạc xả.Nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST) đang sử dụng loại chất kết dính mới làm từ BP copolymer để giải quyết vấn đề trên. BP cho phép pin giữ lại đến 95% dung lượng sau hơn 1700 chu kỳ sạc xả. Nếu mỗi ngày bạn thực hiện 1 chu kỳ sạc xả, pin với chất kết dính BP có thể duy trì dung lượng gần như nguyên vẹn trong gần 5 năm.
BP copolymer có độ ổn định cơ học tốt hơn đáng kể so với PVDF và bám dính vào anode nhờ tương tác π-π giữa các nhóm bis-imino-acenaphthenequinone và graphite. BP copolymer cũng có tính dẫn điện cao hơn PVDF, tạo ra giao diện điện phân rắn mỏng hơn với điện trở thấp hơn. Cuối cùng, BP copolymer khó phản ứng với chất điện phân, ngăn chặn sự phân hủy của nó trong suốt vòng đời pin. Hình ảnh từ kính hiển vi điện tử cho thấy chất kết dính BP chỉ xuất hiện những vết nứt nhỏ hình thành, trong khi PVDF có những vết nứt lớn sau gần 1/3 tổng số chu kỳ sạc xả.Phát hiện về BP copolymer - Chìa khóa mở cho pin lithium-ion có tuổi thọ cao và ảnh hưởng tích cực đến kinh tế và môi trườngXin vui lòng xem nguồn tại phần comment dưới bài viết.