Homelander The Seven
I will laser every f****** one of you!
Một nghiên cứu mới do Tesla Canada và Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật Canada tài trợ đã phát triển một loại pin đột phá cho xe điện (EV) với tuổi thọ vượt trội. Nghiên cứu, do Giáo sư Jeff Dahn từ Đại học Dalhousie ở Halifax dẫn đầu, đã tạo ra một loại pin có thể chịu được hơn 20.000 chu kỳ sạc-xả trước khi đạt đến ngưỡng dung lượng 80%, tiêu chuẩn của ngành. Điều này tương đương với việc cung cấp năng lượng cho một chiếc xe điện di chuyển quãng đường 8 triệu km.
Nghiên cứu tập trung vào việc tìm hiểu cách thức tích tụ hư hỏng và mỏi bên trong pin theo thời gian và phát triển các phương pháp để ngăn chặn những vấn đề này, theo Tiến sĩ Toby Bond, nhà khoa học cấp cao tại Canadian Light Source (CLS). Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ ánh sáng synchrotron tiên tiến tại Đại học Saskatchewan để phân tích chi tiết cấu trúc bên trong của pin.
Pin điện cực đơn tinh thể mới được so sánh với pin lithium-ion thông thường, loại pin thường có tuổi thọ khoảng 2.400 chu kỳ trước khi đạt đến mốc dung lượng 80%. Với ánh sáng synchrotron cực sáng của CLS, các nhà nghiên cứu đã có thể nghiên cứu cấu trúc bên trong của cả hai loại pin mà không cần tháo rời chúng, đảm bảo tính toàn vẹn của các cell pin đã qua nhiều chu kỳ được duy trì.
Kết quả cho thấy pin thông thường xuất hiện các vết nứt vi mô trên vật liệu điện cực sau khi sạc và xả nhiều lần, trong khi pin điện cực đơn tinh thể hầu như không có dấu hiệu xuống cấp. "Trong hình ảnh của chúng tôi, nó trông rất giống một cell pin hoàn toàn mới," Tiến sĩ Bond nói. "Chúng tôi gần như không thể phân biệt được sự khác biệt."
Chìa khóa cho độ bền này nằm ở cấu trúc của các hạt điện cực. Pin truyền thống sử dụng điện cực gồm các hạt nhỏ được tạo thành từ các cụm tinh thể nhỏ hơn. Ngược lại, điện cực đơn tinh thể là một tinh thể liên tục duy nhất, giúp nó có khả năng chống chịu với ứng suất và biến dạng cơ học tốt hơn nhiều. Bond so sánh sự khác biệt này giống như giữa một quả cầu tuyết và một viên đá - viên đá khó vỡ hơn nhiều.
Đột phá này có ý nghĩa sâu rộng đối với ngành công nghiệp xe điện và hơn thế nữa. Các quy định hiện hành của Mỹ yêu cầu pin EV phải duy trì ít nhất 80% dung lượng sạc ban đầu sau tám năm hoạt động. Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành đang thúc đẩy các loại pin có tuổi thọ hàng thập kỷ, cho phép "ứng dụng vòng đời thứ hai" như lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện cho các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời.
Tuổi thọ kéo dài của những loại pin mới này có thể vượt qua tuổi thọ của các bộ phận khác của xe điện, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong công nghệ xe điện. "Chúng ta thực sự cần những chiếc xe này tồn tại càng lâu càng tốt vì bạn lái chúng càng lâu thì việc cải thiện lượng khí thải carbon càng tốt," Bond giải thích.
Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng những loại pin tiên tiến này đã được sản xuất thương mại và việc áp dụng chúng dự kiến sẽ tăng đáng kể trong những năm tới. "Tôi nghĩ rằng công trình như thế này chỉ giúp nhấn mạnh mức độ đáng tin cậy của chúng và nó sẽ giúp các công ty đang sản xuất và sử dụng những loại pin này lập kế hoạch dài hạn", Bond nói.
Nghiên cứu tập trung vào việc tìm hiểu cách thức tích tụ hư hỏng và mỏi bên trong pin theo thời gian và phát triển các phương pháp để ngăn chặn những vấn đề này, theo Tiến sĩ Toby Bond, nhà khoa học cấp cao tại Canadian Light Source (CLS). Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ ánh sáng synchrotron tiên tiến tại Đại học Saskatchewan để phân tích chi tiết cấu trúc bên trong của pin.
Pin điện cực đơn tinh thể mới được so sánh với pin lithium-ion thông thường, loại pin thường có tuổi thọ khoảng 2.400 chu kỳ trước khi đạt đến mốc dung lượng 80%. Với ánh sáng synchrotron cực sáng của CLS, các nhà nghiên cứu đã có thể nghiên cứu cấu trúc bên trong của cả hai loại pin mà không cần tháo rời chúng, đảm bảo tính toàn vẹn của các cell pin đã qua nhiều chu kỳ được duy trì.
Kết quả cho thấy pin thông thường xuất hiện các vết nứt vi mô trên vật liệu điện cực sau khi sạc và xả nhiều lần, trong khi pin điện cực đơn tinh thể hầu như không có dấu hiệu xuống cấp. "Trong hình ảnh của chúng tôi, nó trông rất giống một cell pin hoàn toàn mới," Tiến sĩ Bond nói. "Chúng tôi gần như không thể phân biệt được sự khác biệt."
Chìa khóa cho độ bền này nằm ở cấu trúc của các hạt điện cực. Pin truyền thống sử dụng điện cực gồm các hạt nhỏ được tạo thành từ các cụm tinh thể nhỏ hơn. Ngược lại, điện cực đơn tinh thể là một tinh thể liên tục duy nhất, giúp nó có khả năng chống chịu với ứng suất và biến dạng cơ học tốt hơn nhiều. Bond so sánh sự khác biệt này giống như giữa một quả cầu tuyết và một viên đá - viên đá khó vỡ hơn nhiều.
Đột phá này có ý nghĩa sâu rộng đối với ngành công nghiệp xe điện và hơn thế nữa. Các quy định hiện hành của Mỹ yêu cầu pin EV phải duy trì ít nhất 80% dung lượng sạc ban đầu sau tám năm hoạt động. Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành đang thúc đẩy các loại pin có tuổi thọ hàng thập kỷ, cho phép "ứng dụng vòng đời thứ hai" như lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện cho các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời.
Tuổi thọ kéo dài của những loại pin mới này có thể vượt qua tuổi thọ của các bộ phận khác của xe điện, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong công nghệ xe điện. "Chúng ta thực sự cần những chiếc xe này tồn tại càng lâu càng tốt vì bạn lái chúng càng lâu thì việc cải thiện lượng khí thải carbon càng tốt," Bond giải thích.
Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng những loại pin tiên tiến này đã được sản xuất thương mại và việc áp dụng chúng dự kiến sẽ tăng đáng kể trong những năm tới. "Tôi nghĩ rằng công trình như thế này chỉ giúp nhấn mạnh mức độ đáng tin cậy của chúng và nó sẽ giúp các công ty đang sản xuất và sử dụng những loại pin này lập kế hoạch dài hạn", Bond nói.
