Buzz
Nhờ vào cấu trúc điện cực tinh thể đơn, pin xe điện này mang lại độ bền chưa từng có.
Các nhà khoa học đã đạt được một bước đột phá trong việc kéo dài tuổi thọ pin xe điện thông qua thiết kế điện cực tinh thể đơn. Tiến bộ này không chỉ giúp xe điện hoạt động lâu hơn mà còn mở ra cơ hội kết nối nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện toàn cầu.
Thông tin chi tiết về nghiên cứu này có thể tham khảo từ nghiên cứu do Giáo sư Jeff Dahn từ Đại học Dalhousie ở Halifax dẫn dắt, với sự tài trợ từ Tesla Canada và Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật Canada. Công nghệ pin mới của họ có khả năng chịu hơn 20.000 chu kỳ sạc-xả mà chỉ giảm 20% dung lượng.
Để dễ hình dung, 20.000 chu kỳ sạc-xả tương đương với việc pin cung cấp năng lượng cho xe điện suốt 8 triệu kilomet mà chỉ giảm 20% dung lượng.
Hình minh họa.
Tiến sĩ Toby Bond, nhà khoa học cấp cao tại Trung tâm Nguồn sáng Canada (CLS), giải thích rằng nghiên cứu này chủ yếu tìm hiểu những hư hại dần dần xảy ra trong pin theo thời gian và tìm cách hạn chế những tổn hại này.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ ánh sáng synchrotron tiên tiến để phân tích cấu trúc bên trong pin một cách chi tiết. Nhờ công nghệ này, họ có thể nghiên cứu các cấu trúc của hai loại pin mà không cần tháo rời chúng.
Trong nghiên cứu, pin điện cực tinh thể đơn mới được so sánh với pin lithium-ion thông thường, loại pin chỉ có thể chịu được khoảng 2.400 chu kỳ sạc-xả trước khi mất đến 20% dung lượng.
Sau hàng nghìn chu kỳ sạc-xả, các pin thông thường xuất hiện nhiều vết nứt li ti trên điện cực, trong khi pin điện cực tinh thể đơn gần như không bị ảnh hưởng. "Chúng tôi gần như không thể nhận thấy sự khác biệt nào", Tiến sĩ Toby Bond chia sẻ, "pin vẫn trông như mới".
Sự khác biệt lớn nhất đến từ cấu trúc của các hạt vật liệu tạo nên điện cực. Pin thông thường có điện cực làm từ những hạt nhỏ, tạo thành cụm tinh thể nhỏ hơn. Trong khi đó, điện cực tinh thể đơn là một tinh thể duy nhất, liên tục, giúp chúng chịu được áp lực và ứng suất tốt hơn nhiều.
Tiến sĩ Bond ví von sự khác biệt này như việc so sánh giữa một quả cầu tuyết và một khối băng, khi khối băng rắn chắc hơn rất nhiều và khó bị phá vỡ.
Thực tế, chỉ có điện cực của pin mới được cấu tạo từ tinh thể đơn, và hình ảnh trên chỉ mang tính chất minh họa.
Đột phá này sẽ có ảnh hưởng sâu rộng đến ngành công nghiệp xe điện và nhiều lĩnh vực khác. Quy định tại Mỹ yêu cầu pin xe điện phải duy trì ít nhất 80% dung lượng sau 8 năm sử dụng, và nghiên cứu này sẽ góp phần đáp ứng yêu cầu đó.
Các chuyên gia trong ngành đang tập trung phát triển các loại pin với tuổi thọ dài hàng thập kỷ, với khả năng tái chế và sử dụng trong các ứng dụng như lưu trữ năng lượng quy mô lớn từ các nguồn tái tạo như gió và mặt trời.
Tuổi thọ của các loại pin mới này có thể dài hơn so với các bộ phận khác của xe điện, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong công nghệ EV. Ông Bond nhấn mạnh: "Chúng ta cần những chiếc xe điện có tuổi thọ càng lâu càng tốt, vì vậy, càng sử dụng lâu, tác động tích cực đến dấu chân carbon của chúng càng lớn."
Nhóm nghiên cứu cho biết những loại pin tiên tiến này đã được sản xuất thương mại và dự kiến sẽ trở nên phổ biến hơn trong những năm tới.
Tiến sĩ Bond cho rằng: "Các nghiên cứu như thế này không chỉ khẳng định độ tin cậy của pin mà còn giúp các công ty sản xuất và ứng dụng loại pin này lên kế hoạch dài hạn."
