Trong những năm gần đây, pin lithium-ion đã nổi lên như một công nghệ quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo và xe điện (EV). Nhu cầu ngày càng tăng đối với pin hiệu quả và giá cả phải chăng hơn đã thúc đẩy những phát triển đáng kể trong lĩnh vực này. Năm nay, các chuyên gia dự đoán một số đột phá có thể cách mạng hóa khả năng của pin lithium-ion.
Một tiến bộ đáng chú ý cần chú ý là sự phát triển của pin thể rắn. Không giống như pin lithium-ion truyền thống sử dụng chất điện phân dạng lỏng, pin thể rắn sử dụng vật liệu rắn hoặc gốm làm chất điện phân. Sự đổi mới này không chỉ làm tăng mật độ năng lượng, có khả năng mở rộng phạm vi hoạt động của EV mà còn giảm thời gian sạc và cải thiện độ an toàn bằng cách giảm thiểu nguy cơ hỏa hoạn. Các công ty nổi tiếng như Quantumscape đang tập trung vào pin lithium-metal thể rắn, đặt mục tiêu tích hợp chúng vào xe sớm nhất là vào năm 2025[1].
Trong khi pin thể rắn có triển vọng lớn, các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá các hóa chất thay thế để giải quyết mối lo ngại về tính khả dụng của các vật liệu pin chính như coban và lithium. Việc tìm kiếm các lựa chọn rẻ hơn, bền vững hơn tiếp tục thúc đẩy sự đổi mới. Hơn nữa, các tổ chức học thuật và công ty trên toàn thế giới đang nỗ lực hết mình để nâng cao hiệu suất pin, tăng dung lượng, tăng tốc độ sạc và giảm chi phí sản xuất[1].
Những nỗ lực tối ưu hóa pin lithium-ion không chỉ giới hạn ở xe điện. Những loại pin này đang tìm thấy ứng dụng trong lưu trữ điện lưới, cho phép tích hợp tốt hơn các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục như năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Bằng cách tận dụng pin lithium-ion để lưu trữ lưới điện, tính ổn định và độ tin cậy của các hệ thống năng lượng tái tạo được cải thiện đáng kể[1].
Trong một bước đột phá gần đây, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley đã phát triển một lớp phủ polymer dẫn điện được gọi là HOS-PFM. Lớp phủ này cho phép pin lithium-ion bền hơn, mạnh hơn cho xe điện. HOS-PFM đồng thời dẫn cả electron và ion, tăng cường độ ổn định của pin, tốc độ sạc/xả và tuổi thọ tổng thể. Nó cũng hoạt động như một chất kết dính, có khả năng kéo dài tuổi thọ trung bình của pin lithium-ion từ 10 đến 15 năm. Hơn nữa, lớp phủ đã cho thấy hiệu suất đặc biệt khi áp dụng cho các điện cực silicon và nhôm, làm giảm sự xuống cấp của chúng và duy trì dung lượng pin cao trong nhiều chu kỳ. Những phát hiện này hứa hẹn sẽ làm tăng đáng kể mật độ năng lượng của pin lithium-ion, khiến chúng trở nên hợp túi tiền và dễ tiếp cận hơn đối với xe điện[3].
Khi thế giới nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính và chuyển sang tương lai bền vững, những tiến bộ trong công nghệ pin lithium-ion đóng vai trò then chốt. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển đang diễn ra đang thúc đẩy ngành công nghiệp tiến lên, đưa chúng ta đến gần hơn với các giải pháp pin hiệu quả hơn, giá cả phải chăng hơn và thân thiện với môi trường hơn. Với những đột phá trong pin thể rắn, hóa chất thay thế và lớp phủ như HOS-PFM, tiềm năng áp dụng rộng rãi xe điện và lưu trữ năng lượng ở cấp lưới điện ngày càng khả thi.
Thời gian đăng: 25-07-2023
