Buzz
Nếu bạn đã từng nghe về khái niệm “pin thể rắn”, chắc chắn bạn đã tưởng tượng ra sức mạnh của công nghệ như trong những bộ phim khoa học viễn tưởng. So với pin lithium-ion hiện nay, pin thể rắn có khả năng lưu trữ năng lượng gấp 10 lần trong cùng một thể tích, hoặc nếu so sánh về thể tích thì pin thể rắn lithium-metal có thể lưu trữ năng lượng cao gấp 10 lần.Tại một phòng thí nghiệm của Solid Power tại Louisville, Colorado, Mỹ, các nhà khoa học đang nỗ lực biến ý tưởng thành hiện thực. Với cục pin thể rắn kích thước lớn nhất từng được tạo ra, đã bắt đầu thử nghiệm khả năng sạc và giải phóng năng lượng từ ngày 7/8/2021. Josh Buettner-Garrett, Giám đốc Công nghệ của Solid Power, vừa tỏ ra lạc quan, vừa cẩn trọng: “Chúng tôi tin rằng có thể tạo ra một sản phẩm vượt trội nhưng cũng phải cảnh giác với nguy cơ thất bại.”
Pin lithium kim loại đang nỗ lực thay thế đúng là công nghệ lõi đã giúp Akira Yoshino, người phát minh Nhật Bản, giành giải Nobel. Tạo ra pin lithium-iodine vào thập kỷ 70, phát hiện chúng cấp nguồn lâu hơn cho thiết bị, đặc biệt là máy tạo nhịp tim.
Công nghệ pin lithium-ion đã thúc đẩy sự phát triển của thiết bị điện tử tiêu dùng từ thập kỷ 90. Từ máy nghe nhạc, máy tính xách tay, đến điện thoại thông minh và xe điện ngày nay, lithium-ion chính là công nghệ không thể phủ nhận.
Pin lithium đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học với khả năng dẫn điện tuyệt vời. Khác với các kim loại kiềm khác, lithium có kích thước nhỏ nhất, giúp trữ lượng điện năng lớn hơn.
Lithium-ion có mật độ năng lượng cao hơn gấp 4 lần so với nickel-cadmium, công nghệ phổ biến trước đó. Sử dụng dung dịch điện phân dạng lỏng, pin lithium-ion có hai điện cực được làm bằng than chì.
Pin lithium-metal có thể có mật độ điện tích cao gấp 10 lần so với lithium-ion trong cùng một thể tích pin. Lithium metal được xem là vật liệu có mật độ điện tích cao nhất.
Theo Jun Liu, giám đốc phóng thí nghiệm tại Pacific Northwest National Laboratory, lithium metal có tính chất ưu việt như nhẹ, sạc nhanh và chống được rỉ sét. Tuy nhiên, để vượt qua trở ngại của lithium, các nhà khoa học phải giải quyết vấn đề độ nhạy phản ứng hóa học cao của nó.
Lithium trong pin có thể tạo ra dendrites - những tinh thể nguy hiểm có thể gây cháy nổ pin. Pin lithium-ion có thể cháy nổ khi lithium dendrites kết hợp với chất điện phân lỏng dễ cháy.
Tiến sĩ Neil Dasgupta của đại học Michigan nói rằng pin lithium-ion đã đạt tiêu chuẩn ngành với khả năng sạc hơn 1000 lần. Solid Power đang nghiên cứu để pin thể rắn đạt ít nhất 1000 lần sạc xả năng lượng.
Các nghiên cứu hiện tại đều tập trung vào việc tăng chu kỳ sạc xả của pin thể rắn. Nhóm nhà khoa học tại Harvard đã phát triển pin thể rắn có thể vận hành sau 10 nghìn lần sạc xả.
Tại Thế vận hội Tokyo vừa qua, những mẫu pin thể rắn đầu tiên đã được người Nhật sử dụng trong các mẫu xe LQ concept của Panasonic và Toyota.
Pin thể rắn có thể cần ít nhất 5 năm nữa trước khi được ứng dụng thương mại. Solid Power kỳ vọng pin mới này sẽ có mật độ năng lượng gấp đôi lithium-ion và chỉ mất 10 phút để sạc từ 0 đến 90%.
Theo CEO Doug Campbell của Solid Power, các nhà sản xuất lớn ở châu Á đang nghiên cứu phát triển công nghệ pin thể rắn. Ví dụ, Toyota dự kiến sẽ phát triển xong pin này vào năm 2025, nhưng thời điểm chúng được sử dụng trong xe điện của họ vẫn còn chưa rõ.
Công nghệ lithium-metal đã chứng tỏ khả năng đột phá tương tự như thời lithium-ion trước đây. Câu hỏi duy nhất bây giờ là, sản phẩm thương mại sẽ xuất hiện khi nào.
Theo Popular Mechanics
