Mẫn Nhi
Admin xinh gái
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell vừa phát triển thành công một phương pháp mới giúp phục hồi pin lithium-ion đã chai mà không cần tháo dỡ hay nghiền nát, mở ra cơ hội kéo dài tuổi thọ pin với chi phí thấp.
Phương pháp tái chế pin thông thường hiện nay đòi hỏi phải tháo dỡ hoàn toàn cấu trúc, sau đó áp dụng các quy trình chiết xuất vật liệu phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng để sản xuất pin mới. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Cornell đã chọn một hướng đi khác biệt với quy trình tái tạo trực tiếp điện cực - điện cực (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, gọi tắt là DEER). Phương pháp này giúp khôi phục các viên pin đã qua sử dụng mà không cần đến bước nghiền nhỏ.
Công nghệ DEER giải quyết vấn đề này bằng cách ngâm pin vào một dung dịch điện hóa đặc biệt để hòa tan lớp SEI bám dày. Trong các thử nghiệm, những viên pin được xử lý bằng phương pháp này đã khôi phục tới 95% dung lượng ban đầu.
Không chỉ vậy, quy trình này còn phủ một lớp bảo vệ mỏng giúp làm chậm tốc độ chai pin trong tương lai. Khi tiến hành phục hồi lần thứ hai, pin vẫn giữ được khoảng 90% dung lượng, chứng minh khả năng kéo dài tuổi thọ pin thêm nhiều lần.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục phát triển công nghệ này để xử lý các dạng hao mòn khác ngoài lớp SEI, ví dụ như tình trạng thất thoát lithium. Mục tiêu dài hạn của dự án là đưa quy trình tái chế này áp dụng rộng rãi, giúp việc phục hồi pin cho xe điện và các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn trở nên nhanh chóng, tiết kiệm và bền vững hơn.
Không cần tháo dỡ hay nghiền nát cấu trúc
Phương pháp tái chế pin thông thường hiện nay đòi hỏi phải tháo dỡ hoàn toàn cấu trúc, sau đó áp dụng các quy trình chiết xuất vật liệu phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng để sản xuất pin mới. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Cornell đã chọn một hướng đi khác biệt với quy trình tái tạo trực tiếp điện cực - điện cực (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, gọi tắt là DEER). Phương pháp này giúp khôi phục các viên pin đã qua sử dụng mà không cần đến bước nghiền nhỏ.
Cơ chế hoạt động và hiệu quả phục hồi
Trong quá trình sạc và xả hàng trăm lần, một lớp màng bám gọi là lớp trung gian điện phân rắn (SEI) sẽ dày lên trên điện cực của pin. Dù một lớp SEI mỏng là cần thiết để pin hoạt động bình thường, việc lớp này tích tụ quá dày theo thời gian sẽ làm tăng nội trở và làm giảm dung lượng. Đây chính là nguyên nhân hàng đầu khiến pin bị loại bỏ dù cấu trúc vật lý bên trong vẫn còn nguyên vẹn.Công nghệ DEER giải quyết vấn đề này bằng cách ngâm pin vào một dung dịch điện hóa đặc biệt để hòa tan lớp SEI bám dày. Trong các thử nghiệm, những viên pin được xử lý bằng phương pháp này đã khôi phục tới 95% dung lượng ban đầu.
Không chỉ vậy, quy trình này còn phủ một lớp bảo vệ mỏng giúp làm chậm tốc độ chai pin trong tương lai. Khi tiến hành phục hồi lần thứ hai, pin vẫn giữ được khoảng 90% dung lượng, chứng minh khả năng kéo dài tuổi thọ pin thêm nhiều lần.
Lợi ích kinh tế và môi trường
Theo các phân tích dự báo, công nghệ DEER có thể cắt giảm tới 56% chi phí sản xuất pin tái chế so với các phương pháp truyền thống. Đồng thời, quy trình mới cũng giảm thiểu lượng khí thải gây ô nhiễm không khí có hại và lượng nước tiêu thụ.Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục phát triển công nghệ này để xử lý các dạng hao mòn khác ngoài lớp SEI, ví dụ như tình trạng thất thoát lithium. Mục tiêu dài hạn của dự án là đưa quy trình tái chế này áp dụng rộng rãi, giúp việc phục hồi pin cho xe điện và các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn trở nên nhanh chóng, tiết kiệm và bền vững hơn.
