jakute123456
Pearl
Nhóm nghiên cứu của Đại học Chiết Giang (Trung Quốc) đã phát triển thành công chất điện phân mới cho phép pin lithium-ion hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ cực thấp, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Pin lithium-ion là loại pin phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử như laptop, điện thoại thông minh và xe điện. Tuy nhiên, hiệu suất của pin lithium-ion giảm sút đáng kể khi nhiệt độ xuống thấp, dẫn đến thời gian sạc lâu hơn và dung lượng lưu trữ thấp hơn.
Chất điện phân mới có thể đẩy nhanh tốc độ sạc và tăng phạm vi nhiệt độ hoạt động cho pin lithium-ion. (Ảnh: Đại học Chiết Giang)
Vấn đề nằm ở chất điện phân, thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển ion lithium và tương tác với cực anode than chì. Chất điện phân thông thường không thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp do độ nhớt tăng cao và khả năng vận chuyển ion lithium giảm.
Nghiên cứu mới của nhóm giáo sư Xiulin Fan đã giải quyết được vấn đề này bằng cách phát triển chất điện phân mới dựa trên fluoroacetonitrile. Chất điện phân này có các phân tử dung môi siêu nhỏ, tạo thành những kênh vận chuyển Li+ giúp ion di chuyển nhanh hơn.
Kết quả cho thấy pin sử dụng chất điện phân fluoroacetonitrile có khả năng dẫn ion vượt trội ở nhiệt độ phòng và hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ từ -80°C đến 60°C. Đặc biệt, ở -70°C, hiệu suất của pin mới cao hơn pin sử dụng chất điện phân thông thường khoảng 10.000 lần.
Ngoài ra, pin mới cũng có tuổi thọ cao, duy trì hiệu suất sau hơn 3.000 chu kỳ sạc xả ở 6°C. Theo nhóm nghiên cứu, pin có thể đạt 80% dung lượng sau khi sạc trong 10 phút.
Phát triển mới này có thể mang lại nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất thiết bị điện tử, nhà vận hành lưới điện và người tiêu dùng. Ví dụ, pin lithium-ion hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử cần hoạt động trong môi trường lạnh giá như xe điện ở vùng khí hậu ôn đới hoặc các thiết bị lưu trữ năng lượng cho các trạm năng lượng mặt trời và gió.
Nghiên cứu của nhóm giáo sư Xiulin Fan là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển pin lithium-ion hiệu quả cao và có thể mở ra nhiều ứng dụng mới cho loại pin này trong tương lai.
Pin lithium-ion là loại pin phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử như laptop, điện thoại thông minh và xe điện. Tuy nhiên, hiệu suất của pin lithium-ion giảm sút đáng kể khi nhiệt độ xuống thấp, dẫn đến thời gian sạc lâu hơn và dung lượng lưu trữ thấp hơn.
Vấn đề nằm ở chất điện phân, thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển ion lithium và tương tác với cực anode than chì. Chất điện phân thông thường không thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp do độ nhớt tăng cao và khả năng vận chuyển ion lithium giảm.
Nghiên cứu mới của nhóm giáo sư Xiulin Fan đã giải quyết được vấn đề này bằng cách phát triển chất điện phân mới dựa trên fluoroacetonitrile. Chất điện phân này có các phân tử dung môi siêu nhỏ, tạo thành những kênh vận chuyển Li+ giúp ion di chuyển nhanh hơn.
Kết quả cho thấy pin sử dụng chất điện phân fluoroacetonitrile có khả năng dẫn ion vượt trội ở nhiệt độ phòng và hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ từ -80°C đến 60°C. Đặc biệt, ở -70°C, hiệu suất của pin mới cao hơn pin sử dụng chất điện phân thông thường khoảng 10.000 lần.
Ngoài ra, pin mới cũng có tuổi thọ cao, duy trì hiệu suất sau hơn 3.000 chu kỳ sạc xả ở 6°C. Theo nhóm nghiên cứu, pin có thể đạt 80% dung lượng sau khi sạc trong 10 phút.
Phát triển mới này có thể mang lại nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất thiết bị điện tử, nhà vận hành lưới điện và người tiêu dùng. Ví dụ, pin lithium-ion hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử cần hoạt động trong môi trường lạnh giá như xe điện ở vùng khí hậu ôn đới hoặc các thiết bị lưu trữ năng lượng cho các trạm năng lượng mặt trời và gió.
Nghiên cứu của nhóm giáo sư Xiulin Fan là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển pin lithium-ion hiệu quả cao và có thể mở ra nhiều ứng dụng mới cho loại pin này trong tương lai.
