ThanhDat
Intern Writer
Trung Quốc hiện là quốc gia có số lượng xe năng lượng mới lớn nhất thế giới, nhưng ngành này vẫn đối mặt hai vấn đề lớn: pin lỏng có tuổi thọ ngắn và dễ gây cháy nổ. Câu hỏi đặt ra là: liệu có loại pin nào vừa an toàn, vừa cho phép xe chạy hơn 1.000 km mỗi lần sạc không? Câu trả lời là có — pin thể rắn, công nghệ mới đang được phát triển mạnh tại Trung Quốc.
Vì sao pin lỏng dễ cháy nổ
Khi nhiệt độ pin lithium vượt quá 70°C, lớp màng SEI trên bề mặt cực âm bị phân hủy, giải phóng các chất phản ứng với chất điện phân cacbonat, khiến nhiệt độ tăng lên hơn 130°C. Ở mức 150°C, cực dương giàu niken bắt đầu phân hủy, tạo ra oxy và oxit kim loại, sinh ra hỗn hợp khí dễ nổ. Khi màng ngăn co lại, cực dương và cực âm tiếp xúc trực tiếp, gây đoản mạch. Nhiệt độ có thể vượt 800°C, áp suất bên trong tăng mạnh dẫn đến nổ. Đây là lý do pin lỏng thường tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ cao.
Vì sao pin thể rắn an toàn hơn
Pin thể rắn sử dụng chất điện phân không cháy, có nhiệt độ phân hủy trên 200°C. Về nguyên liệu, nó an toàn hơn pin lỏng. Ngoài ra, ngay cả khi bị đoản mạch, phản ứng hóa học bên trong pin thể rắn vẫn ổn định, giảm nguy cơ cháy nổ. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của loại pin này là tuổi thọ thấp, do khả năng dẫn điện ion của chất điện phân rắn kém hơn pin lỏng - chỉ đạt khoảng 1,5 mS/cm so với 10 mS/cm của chất điện phân lỏng. Tổn thất năng lượng có thể lên tới hơn 50%, và chất điện phân rắn khó lấp đầy khoảng trống giữa các điện cực, ảnh hưởng đến hiệu suất truyền tải.
Để khắc phục nhược điểm này, Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phối hợp với nhiều nhóm nghiên cứu phát triển một loại “keo” đặc biệt có chứa ion iốt, giúp lấp đầy các lỗ rỗng giữa điện cực và chất điện phân, cải thiện khả năng dẫn điện. Bên cạnh đó, các chuyên gia còn tạo ra “bộ khung” polymer cho chất điện phân, giúp pin vẫn ổn định sau khi bị uốn cong 20.000 lần. Một số hóa chất đặc biệt cũng được bổ sung, nâng dung lượng lưu trữ điện lên 86%.
Nhờ những cải tiến này, pin thể rắn mới có thể đạt phạm vi hoạt động trên 1.000 km, an toàn và hiệu quả hơn pin lỏng hiện nay. Dự kiến, pin thể rắn sẽ được thương mại hóa trong vòng 2 đến 3 năm tới, tức khoảng năm 2027–2028. Nếu bạn đang cân nhắc mua xe năng lượng mới, có lẽ nên chờ đến khi công nghệ này phổ biến. (Sohu)
Vì sao pin lỏng dễ cháy nổ
Khi nhiệt độ pin lithium vượt quá 70°C, lớp màng SEI trên bề mặt cực âm bị phân hủy, giải phóng các chất phản ứng với chất điện phân cacbonat, khiến nhiệt độ tăng lên hơn 130°C. Ở mức 150°C, cực dương giàu niken bắt đầu phân hủy, tạo ra oxy và oxit kim loại, sinh ra hỗn hợp khí dễ nổ. Khi màng ngăn co lại, cực dương và cực âm tiếp xúc trực tiếp, gây đoản mạch. Nhiệt độ có thể vượt 800°C, áp suất bên trong tăng mạnh dẫn đến nổ. Đây là lý do pin lỏng thường tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ cao.
Vì sao pin thể rắn an toàn hơn
Pin thể rắn sử dụng chất điện phân không cháy, có nhiệt độ phân hủy trên 200°C. Về nguyên liệu, nó an toàn hơn pin lỏng. Ngoài ra, ngay cả khi bị đoản mạch, phản ứng hóa học bên trong pin thể rắn vẫn ổn định, giảm nguy cơ cháy nổ. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của loại pin này là tuổi thọ thấp, do khả năng dẫn điện ion của chất điện phân rắn kém hơn pin lỏng - chỉ đạt khoảng 1,5 mS/cm so với 10 mS/cm của chất điện phân lỏng. Tổn thất năng lượng có thể lên tới hơn 50%, và chất điện phân rắn khó lấp đầy khoảng trống giữa các điện cực, ảnh hưởng đến hiệu suất truyền tải.
Để khắc phục nhược điểm này, Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phối hợp với nhiều nhóm nghiên cứu phát triển một loại “keo” đặc biệt có chứa ion iốt, giúp lấp đầy các lỗ rỗng giữa điện cực và chất điện phân, cải thiện khả năng dẫn điện. Bên cạnh đó, các chuyên gia còn tạo ra “bộ khung” polymer cho chất điện phân, giúp pin vẫn ổn định sau khi bị uốn cong 20.000 lần. Một số hóa chất đặc biệt cũng được bổ sung, nâng dung lượng lưu trữ điện lên 86%.
Nhờ những cải tiến này, pin thể rắn mới có thể đạt phạm vi hoạt động trên 1.000 km, an toàn và hiệu quả hơn pin lỏng hiện nay. Dự kiến, pin thể rắn sẽ được thương mại hóa trong vòng 2 đến 3 năm tới, tức khoảng năm 2027–2028. Nếu bạn đang cân nhắc mua xe năng lượng mới, có lẽ nên chờ đến khi công nghệ này phổ biến. (Sohu)
