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 về pin hiệu quả hơn và giá cả phải chăng đã thúc đẩy sự phát triển đáng kể trong lĩnh vực này. Năm nay, các chuyên gia dự đoán sẽ có một số bước 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 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 xe điện mà còn giảm thời gian sạc và cải thiện độ an toàn bằng cách giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. Các công ty nổi tiếng như Quantumscape đang tập trung vào pin lithium-kim loại thể rắn, nhằm mục đích tích hợp chúng vào ô tô sớm nhất là vào năm 2025[1].
Trong khi pin thể rắn có nhiều hứa hẹn, các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá các chất hóa học thay thế để giải quyết mối lo ngại về sự sẵn có của các vật liệu pin quan trọng 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 làm việc để nâng cao hiệu suất của pin, tăng công suất, tăng tốc độ sạc và giảm chi phí sản xuất[1].
Những nỗ lực tối ưu hóa pin lithium-ion không chỉ dừng lại ở xe điện. Những loại pin này đang tìm kiếm ứng dụng trong việc lưu trữ điện ở cấp độ lưới điện, 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 trên lưới, độ ổn định và độ tin cậy của 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 giúp pin lithium-ion bền hơn, mạnh hơn cho xe điện. HOS-PFM dẫn đồng thời cả electron và ion, tăng cường độ ổn định của pin, tốc độ sạc/xả và tuổi thọ tổng thể. Nó cũng đóng vai trò 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 vượt trội khi áp dụng cho các điện cực silicon và nhôm, giảm thiểu sự xuống cấp của chúng và duy trì dung lượng pin cao qua nhiều chu kỳ. Những phát hiện này hứa hẹn sẽ tăng đáng kể mật độ năng lượng của pin lithium-ion, khiến chúng trở nên có giá cả phải chăng và dễ tiếp cận hơn đối với xe điện [3].
Khi thế giới nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính và hướng tới một tương lai bền vững, những tiến bộ trong công nghệ pin lithium-ion đóng một vai trò then chốt. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển không ngừng đang thúc đẩy ngành công nghiệp phát triển, đưa chúng ta đến gần hơn với các giải pháp pin hiệu quả hơn, giá cả phải chăng và thân thiện với môi trường hơn. Với những đột phá về pin thể rắn, các chất hóa học thay thế và chất phủ như HOS-PFM, tiềm năng áp dụng rộng rãi xe điện và lưu trữ năng lượng ở cấp độ lưới điện ngày càng trở nên khả thi.
Thời gian đăng: 25-07-2023
