Sasha
Writer
Một nhóm nghiên cứu do Huang Xuejie, giáo sư tại Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, dẫn đầu đang phát triển công nghệ đầu tiên trên thế giới để đạt được "pin lithium thể rắn hoàn toàn bằng chất điện phân sunfua áp suất ngoài bằng không", một giải pháp cho những thách thức vốn cản trở việc sản xuất hàng loạt pin lithum thể rắn.
Công nghệ này, được đồng phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung và Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), sử dụng cơ chế điều chỉnh ion âm (anion) tiên tiến để đạt được sự tiếp xúc chặt chẽ giữa điện cực lithium và chất điện phân rắn sunfua trong pin lithium thể rắn, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật quan trọng cho việc sử dụng pin trong thực tế, Huang Xuejie cho biết trong một cuộc phỏng vấn với tờ báo Trung Quốc Yicai hôm 22/10.
Pin lithium thể rắn, được ca ngợi là "chén thánh" của công nghệ lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo, từ lâu đã phải đối mặt với một vấn đề đầy thách thức: duy trì sự tiếp xúc chặt chẽ giữa chất điện phân rắn và điện cực kim loại lithium. Các phương pháp truyền thống đòi hỏi áp suất liên tục từ thiết bị bên ngoài cồng kềnh, khiến pin quá lớn và nặng để sử dụng thực tế.
Để giải quyết thách thức này, nhóm nghiên cứu đã đưa các ion iodide vào chất điện phân rắn sunfua, theo phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Nature Sustainability vào ngày 7 tháng 10. Trong quá trình hoạt động, các ion iodide này di chuyển đến giao diện điện cực dưới điện trường, tạo thành một giao diện giàu iốt.
Phương pháp này có thể chủ động thu hút các ion lithium, tự động lấp đầy tất cả các khe hở và lỗ rỗng, duy trì sự tiếp xúc chặt chẽ giữa điện cực và chất điện phân.
Các mẫu pin nguyên mẫu được chế tạo dựa trên công nghệ này đã cho thấy hiệu suất ổn định và tuyệt vời ngay cả sau hàng trăm chu kỳ sạc-xả trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, vượt xa mức của các loại pin tương tự hiện có.
Công nghệ này có thể cho phép tạo ra các loại pin trong tương lai với mật độ năng lượng vượt quá 500 watt-giờ trên một kg, có khả năng kéo dài tuổi thọ pin của các thiết bị điện tử ít nhất gấp đôi.
Huang Xuejie chỉ ra rằng bước đột phá này sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển pin lithium thể rắn mật độ năng lượng cao, dự kiến sẽ đóng vai trò quan trọng trong robot hình người, hàng không điện, xe điện và các lĩnh vực khác, cung cấp các giải pháp năng lượng an toàn và hiệu quả hơn.
Wang Chunsheng, chuyên gia về pin thể rắn tại Đại học Maryland, cho biết nghiên cứu này về cơ bản giải quyết được vấn đề then chốt cản trở việc thương mại hóa pin thể rắn, đánh dấu bước tiến quyết định hướng tới ứng dụng thực tế của pin này.
Công nghệ này, được đồng phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung và Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), sử dụng cơ chế điều chỉnh ion âm (anion) tiên tiến để đạt được sự tiếp xúc chặt chẽ giữa điện cực lithium và chất điện phân rắn sunfua trong pin lithium thể rắn, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật quan trọng cho việc sử dụng pin trong thực tế, Huang Xuejie cho biết trong một cuộc phỏng vấn với tờ báo Trung Quốc Yicai hôm 22/10.
Pin lithium thể rắn, được ca ngợi là "chén thánh" của công nghệ lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo, từ lâu đã phải đối mặt với một vấn đề đầy thách thức: duy trì sự tiếp xúc chặt chẽ giữa chất điện phân rắn và điện cực kim loại lithium. Các phương pháp truyền thống đòi hỏi áp suất liên tục từ thiết bị bên ngoài cồng kềnh, khiến pin quá lớn và nặng để sử dụng thực tế.
Để giải quyết thách thức này, nhóm nghiên cứu đã đưa các ion iodide vào chất điện phân rắn sunfua, theo phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Nature Sustainability vào ngày 7 tháng 10. Trong quá trình hoạt động, các ion iodide này di chuyển đến giao diện điện cực dưới điện trường, tạo thành một giao diện giàu iốt.
Phương pháp này có thể chủ động thu hút các ion lithium, tự động lấp đầy tất cả các khe hở và lỗ rỗng, duy trì sự tiếp xúc chặt chẽ giữa điện cực và chất điện phân.
Các mẫu pin nguyên mẫu được chế tạo dựa trên công nghệ này đã cho thấy hiệu suất ổn định và tuyệt vời ngay cả sau hàng trăm chu kỳ sạc-xả trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, vượt xa mức của các loại pin tương tự hiện có.
Công nghệ này có thể cho phép tạo ra các loại pin trong tương lai với mật độ năng lượng vượt quá 500 watt-giờ trên một kg, có khả năng kéo dài tuổi thọ pin của các thiết bị điện tử ít nhất gấp đôi.
Huang Xuejie chỉ ra rằng bước đột phá này sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển pin lithium thể rắn mật độ năng lượng cao, dự kiến sẽ đóng vai trò quan trọng trong robot hình người, hàng không điện, xe điện và các lĩnh vực khác, cung cấp các giải pháp năng lượng an toàn và hiệu quả hơn.
Wang Chunsheng, chuyên gia về pin thể rắn tại Đại học Maryland, cho biết nghiên cứu này về cơ bản giải quyết được vấn đề then chốt cản trở việc thương mại hóa pin thể rắn, đánh dấu bước tiến quyết định hướng tới ứng dụng thực tế của pin này.
