Theo trang web "South China Morning Post" của Hồng Kông đưa tin vào ngày 4 tháng 11, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã phát triển một công nghệ mới có thể tăng gấp đôi tuổi thọ của pin lithium-ion truyền thống và giảm nguy cơ hỏa hoạn.

Các nhà nghiên cứu cho biết công nghệ thay thế dung dịch hóa học của pin bằng một chất mới có khả năng trùng hợp giống như gel, có thể được sản xuất hàng loạt để ứng dụng ngay cho ngành công nghiệp xe điện đang bùng nổ của Trung Quốc.

Nghiên cứu do Giáo sư Yu Le và Phó Giáo sư Li Nianwu từ Đại học Công nghệ Hóa học Bắc Kinh đứng đầu đã được công bố vào tuần trước trên tạp chí Advanced Functional Materials.

Do dung lượng pin giảm khi sạc và xả nhiều lần, một trong những chỉ số chính về tuổi thọ của pin là khả năng duy trì dung lượng, là tỷ lệ giữa dung lượng xả và dung lượng xả ban đầu sau một chu kỳ cụ thể, báo cáo cho biết.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một loạt thử nghiệm để đo hiệu suất duy trì dung lượng của loại pin mới.

Li Nianwu cho biết: "Chúng tôi đã tiến hành xả sâu 100% cho viên pin này. Quá trình này thực sự làm hỏng vòng đời của viên pin, nhưng nó có thể phơi bày vấn đề một cách hiệu quả."

Ông giải thích: “Sau 300 chu kỳ sạc và xả ở độ sâu 100%, dung lượng pin của chúng tôi vẫn ở mức 92%, so với 30% của pin thông thường.

Các nhà nghiên cứu cho biết thành tích này rất đáng khích lệ. Nó cho thấy loại pin mới này có tuổi thọ cao hơn đáng kể so với các loại pin được sản xuất bằng công nghệ hiện đại.

Trong bài báo của mình, họ nói rằng loại pin này có thể được sử dụng trong các tình huống công nghiệp như pin xe điện hoặc máy bay không người lái để kéo dài tuổi thọ của nó.

Yu Le và Li Nianwu đã phát triển một chất điện phân polyme dạng gel nửa rắn và nửa lỏng làm vật liệu làm đầy mới cho pin lithium.

Các nhà nghiên cứu cho biết chất điện phân polyme dạng gel ở trạng thái trung gian nên có thể kết hợp các ưu điểm về độ dẫn điện và độ an toàn.

Báo cáo nói rằng chất điện phân polyme dạng gel bao gồm silica có kích thước nano và các hạt nano làm chất độn vô cơ, trong đó các sợi nano hoạt động như một ma trận cho các hạt nano. Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng một vật liệu giống như thạch để lấp đầy khoảng trống giữa các lỗ chân lông.

Nanosilica và các hạt nano kích thích sự chuyển động của các ion tích điện trong lithium và hóa chất, do đó làm tăng độ dẫn điện. Các nhà nghiên cứu nói rằng các cấu trúc micro-nano chứa đầy vật liệu dạng gel có độ xốp cao có thể thúc đẩy sự di chuyển ion tự do.

Các hạt nano cũng cải thiện khả năng chống cháy của chất điện phân polyme dạng gel vì chúng không bắt lửa.

Mặt khác, sợi nano có độ xốp cao, hỗ trợ và tăng cường tính linh hoạt cho cấu trúc bên trong của pin.

Các nhà nghiên cứu cho biết tất cả các tính năng này làm cho chất điện phân mới ổn định hơn và có các đặc tính bổ sung.

Li Nianwu cho biết: "Trung Quốc đang dẫn đầu trong việc phát triển pin mật độ năng lượng cao, BYD và CATL rất giỏi trong lĩnh vực này. Tuy nhiên, các vụ nổ pin và các vấn đề an toàn vẫn nhận được sự quan tâm toàn cầu."

Ông nói thêm: "Nhiều nhà nghiên cứu đang đi theo những con đường khác nhau để giải quyết vấn đề, đưa ra nhiều lựa chọn khác nhau, bao gồm thay thế chất điện phân bằng gốm rắn hoặc nanocompozit. Chất điện phân polyme dạng gel của chúng tôi là một trong những lựa chọn đó."