Trong những năm gần đây, công nghệ pin dành cho xe điện đã đạt được nhiều bước tiến đáng kể, nhưng các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới vẫn không ngừng tìm kiếm và phát triển những giải pháp tiên tiến hơn. Gần đây, một nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và

Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST), Hàn Quốc, đã công bố một bước đột phá với thiết kế pin kim loại lithium mới sử dụng “chất điện giải polyme rắn ba lớp”. Đáng chú ý, loại pin này có khả năng tự dập lửa khi gặp cháy và duy trì hiệu suất cao sau nhiều chu kỳ sạc.

Thiết kế thông minh, an toàn hơn

Trong các loại pin sử dụng chất điện giải polyme rắn truyền thống, hiện tượng hình thành các cấu trúc dạng nhánh cây nhỏ, được gọi là dendrites, thường xảy ra trong quá trình sạc và xả.

Dù tên gọi nghe có vẻ vô hại, nhưng các dendrites này có thể làm hỏng kết nối bên trong pin, tăng nguy cơ cháy nổ. Đây là thách thức lớn đã cản trở tiềm năng của pin kim loại lithium trong thời gian dài - cho đến khi thiết kế mới ra đời.

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Small, nhóm chuyên gia DGIST đã giới thiệu cấu trúc chất điện giải ba lớp nhằm tăng cường độ an toàn và hiệu suất của pin. Thiết kế này gồm hai lớp ngoài mềm để đảm bảo tiếp xúc tốt với các điện cực, trong khi lớp giữa cứng cáp giúp gia tăng độ bền kết cấu cho pin.

Đặc biệt, chất điện giải này được bổ sung chất chống cháy (decabromodiphenyl ethane), nồng độ muối lithium cao và zeolite, giúp tăng cường độ bền tổng thể. Kết quả là một loại pin không chỉ an toàn hơn mà còn đáng tin cậy hơn.

Pin bền bỉ, tự bảo vệ

Không chỉ cải thiện về mặt an toàn, thiết kế mới này còn mang lại tuổi thọ ấn tượng. Theo nhóm nghiên cứu, trong đó có nhà nghiên cứu chính, Tiến sĩ Kim Jae-Hyun, pin giữ được khoảng 87,9% hiệu suất sau 1.000 chu kỳ sạc và xả. Đây là một cải tiến vượt trội so với hầu hết các loại pin hiện nay, vốn thường mất từ 20–30% dung lượng sau cùng số chu kỳ.

Để dễ hình dung, một chiếc xe điện có tầm hoạt động 300 dặm (khoảng 480 km) sử dụng loại pin này vẫn có thể đạt hơn 260 dặm (khoảng 420 km) sau 300.000 dặm (khoảng 480.000 km) di chuyển.

Ngoài ra, khả năng tự dập lửa khi xảy ra cháy khiến loại pin này trở thành một trong những công nghệ an toàn nhất hiện nay.

Tiến sĩ Kim Jae-Hyun khẳng định: “Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ đóng góp quan trọng vào việc thương mại hóa pin kim loại lithium sử dụng chất điện giải polyme rắn, đồng thời tăng cường độ ổn định và hiệu quả cho các thiết bị lưu trữ năng lượng”. Nói một cách đơn giản, công nghệ này có thể mang lại những loại pin an toàn hơn, bền bỉ hơn cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Không chỉ dành cho xe điện

Mặc dù xe điện là ứng dụng rõ ràng nhất, nhưng phạm vi sử dụng của công nghệ pin tiên tiến này còn vượt xa hơn thế. Từ điện thoại thông minh, thiết bị đeo tay, đến các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, loại pin mới này có tiềm năng cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng.

Dù bạn đang lướt mạng xã hội, theo dõi sức khỏe, hay vận hành cả một hệ thống lưới điện, công nghệ pin đột phá này có thể giúp cuộc sống của bạn an toàn hơn và hiệu quả hơn rất nhiều.

Hải Hà (Theo Carscoops)