Nhóm nghiên cứu Trung Quốc đạt bước tiến lớn với pin lithium kim loại có mật độ năng lượng vượt 600Wh/kg, mở ra tương lai pin bền, an toàn.
Ảnh minh họa.
Mới đây, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Thiên Tân, Trung Quốc, đã phát triển thành công mẫu pin dạng túi (pouch cell) Battery600 có mật độ năng lượng vượt ngưỡng 600Wh/kg và modul pin Pack480 với mật độ năng lượng đạt 480Wh/kg.
Công trình nghiên cứu này đã đánh dấu bước nhảy vọt gấp 2-3 lần cả về mật độ năng lượng và thời lượng sử dụng so với các dòng pin lithium-ion hiện tại.
Sau nhiều năm nghiên cứu và hợp tác, nhóm nghiên cứu cùng các đối tác đã ra mắt thiết kế chất điện giải phi tập trung hoàn toàn mới dành cho pin kim loại lithium năng lượng cao.
Ông Hồ Văn Bân, chủ nhiệm đề tài, đồng thời là giảng viên khoa Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Đại học Thiên Tân, cho biết thiết kế chất điện giải phi tập trung tạo ra một vi môi trường hòa tan giúp tối ưu hóa hiệu suất tổng thể của chất điện giải.
Phương pháp mới giúp cân bằng hiệu quả giữa cấu trúc hòa tan do dung môi và anion chi phối, làm giảm các rào cản động học và ổn định giao diện giữa điện cực và chất điện giải - những yếu tố then chốt nâng cao hiệu năng pin.
Sáng kiến này đã dẫn đến sự ra đời của dòng pin năng lượng cao Battery600 và mô-đun pin Pack480, đặt nền móng vững chắc cho việc ứng dụng pin kim loại lithium trong tương lai. Đồng thời, công nghệ này gây ấn tượng với khả năng ổn định chu kỳ xuất sắc và mức an toàn cao, khẳng định tiềm năng lớn trong công nghệ pin năng lượng cao.
Hiện nhóm nghiên cứu đã đạt được những bước tiến đáng kể trong lộ trình thương mại hóa và ứng dụng thực tiễn kết quả nghiên cứu. Theo đó, một dây chuyền sản xuất thử nghiệm dành cho pin kim loại lithium năng lượng cao đã được xây dựng.
Công nghệ đột phá này cũng được ứng dụng thành công vào 3 mẫu thiết bị bay không người lái (UAV) chạy điện cỡ nhỏ của Trung Quốc.
Trong bối cảnh xe điện, thiết bị điện tử tiêu dùng và robot hình người phát triển mạnh mẽ, nhu cầu đối với các loại pin sạc năng lượng cao, thời lượng sử dụng lâu ngày càng gia tăng.
Mật độ năng lượng là chỉ số cốt lõi đánh giá hiệu suất của pin, quyết định lượng năng lượng mà pin có thể lưu trữ so với trọng lượng hoặc thể tích của nó. Việc đạt được mật độ năng lượng cao với một kích thước pin giới hạn vốn là một thách thức kỹ thuật lớn.
Pin kim loại lithium, vốn có mật độ năng lượng lý thuyết cao hơn đáng kể so với pin lithium-ion truyền thống, từ lâu đã được xem là giải pháp cho thế hệ pin tiếp theo nhờ những ưu điểm vượt trội./.