Công nghệ pin xe điện đã đạt được những bước tiến vượt bậc trong những năm gần đây, nhưng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vẫn không ngừng tìm kiếm những cách thức mới để cải thiện hiệu suất và an toàn. Mới đây, một nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST) tại Hàn Quốc đã giới thiệu loại pin lithium kim loại với cấu trúc “điện phân polymer rắn ba lớp” đầy sáng tạo.
Trong các loại pin sử dụng điện phân polymer rắn truyền thống, quá trình sạc và xả thường dẫn đến sự hình thành các cấu trúc giống như “cây” gọi là dendrite. Những dendrite này có thể làm hỏng kết cấu bên trong pin, tăng nguy cơ cháy nổ. Đây là một thách thức lớn trong việc khai thác tối đa tiềm năng của pin lithium kim loại – cho đến khi công nghệ mới ra đời.
Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Small, nhóm DGIST đã phát triển một cấu trúc điện phân ba lớp độc đáo. Lớp ngoài mềm giúp tiếp xúc tốt với các điện cực, trong khi lớp giữa cứng hơn cải thiện độ bền cấu trúc của pin. Điểm nổi bật của công nghệ này là việc tích hợp chất chống cháy (decabromodiphenyl ethane), muối lithium nồng độ cao và zeolite, giúp tăng cường độ bền tổng thể của pin.
Ngoài khả năng chống cháy, loại pin này còn vượt trội về độ bền. Theo nhóm nghiên cứu, pin giữ được khoảng 87,9% hiệu suất sau 1.000 chu kỳ sạc và xả. So sánh với các loại pin hiện nay, thường mất 20–30% dung lượng sau cùng số chu kỳ, đây là một cải tiến đáng kể.
Ví dụ, một chiếc xe điện có phạm vi di chuyển 300 dặm (khoảng 480 km) với loại pin này sẽ vẫn giữ được hơn 260 dặm (khoảng 420 km) sau khi đã đi được 300.000 dặm (gần 500.000 km).
Đặc biệt, pin còn có khả năng tự dập tắt lửa trong trường hợp cháy, mang lại sự an tâm lớn hơn cho người dùng.
Tiến sĩ Kim Jae-Hyun, nhà nghiên cứu chính, nhận định: “Công nghệ này không chỉ giúp thương mại hóa pin lithium kim loại sử dụng điện phân polymer rắn mà còn nâng cao độ ổn định và hiệu suất cho các thiết bị lưu trữ năng lượng.”
Mặc dù xe điện là ứng dụng rõ ràng nhất cho công nghệ này, nhưng tiềm năng của loại pin này không dừng lại ở đó. Từ điện thoại thông minh, thiết bị đeo tay đến các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, công nghệ này có thể làm cho cuộc sống hàng ngày an toàn hơn và hiệu quả hơn.
