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 (EVS). 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 để theo dõi là sự phát triển của pin trạng thái rắn. Không giống như pin lithium-ion truyền thống sử dụng chất điện giải lỏng, pin trạng thái rắn sử dụng vật liệu rắn hoặc gốm sứ làm chất điện phân. Sự đổi mới này không chỉ làm tăng mật độ năng lượng, có khả năng mở rộng phạm vi EV mà còn giảm thời gian sạc và cải thiện sự an toàn bằng cách giảm thiểu rủi ro hỏa hoạn. Các công ty nổi bật như QuantumScape đang tập trung vào pin lithium-kim loại trạng thái rắn, nhằm mục đích tích hợp chúng vào các phương tiện vào đầu năm 2025 [1].
Trong khi pin trạng thái rắn hứa hẹn rất nhiều, các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá các hóa chất thay thế để giải quyết các lo ngại về sự sẵn có của các vật liệu pin chính như coban và lithium. Nhiệm vụ cho các lựa chọn rẻ hơn, bền vững hơn tiếp tục thúc đẩy sự đổi mới. Hơn nữa, các tổ chức học thuật và các công ty trên toàn thế giới đang làm việc siêng năng để tăng cường hiệu suất pin, tăng công suất, tăng tốc tốc độ sạc và giảm chi phí sản xuất [1].
Những nỗ lực để tối ưu hóa pin lithium-ion vượt ra ngoài xe điện. Những pin này đang tìm kiếm các ứng dụng trong lưu trữ điện ở cấp độ 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, độ 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 mạnh hơn, mạnh hơn cho xe điện. HOS-PFM đồng thời tiến hành cả electron và ion, tăng cường độ ổn định của pin, tốc độ sạc/phóng điện và tuổi thọ tổng thể. Nó cũng phục vụ 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, giảm thiểu sự xuống cấp của chúng và duy trì dung lượng pin cao trong nhiều chu kỳ. Những phát hiện này giữ lời hứa tăng đáng kể mật độ năng lượng của pin lithium-ion, làm cho chúng có giá cả phải chăng hơn và dễ tiếp cận hơn đối với xe điện [3].
Khi thế giới cố gắng giảm lượng khí thải nhà kính và chuyển sang một tương lai bền vững, những tiến bộ trong công nghệ pin lithium-ion đóng vai trò quan trọng. Các 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, giá cả phải chăng và thân thiện với môi trường hơn. Với các đột phá trong pin trạng thái rắn, các hóa chất thay thế và lớp phủ như HOS-PFM, khả năng áp dụng rộng rãi xe điện và lưu trữ năng lượng cấp độ lưới ngày càng khả thi.
Thời gian đăng: tháng 7-25-2023
