Chuyên gia Harvard phát triển loại pin sạc đầy chỉ trong 10 phút

Các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS) của Harvard đã phát triển một loại pin thể rắn có khả năng sạc đầy chỉ trong 10 phút đồng thời có tuổi thọ lên tới hơn 6.000 lần chu kỳ nạp/xả.

Loại pin thể rắn này có cực dương làm bằng kim loại lithium, thay vì than chì. Các chuyên gia cho biết việc thay đổi vật liệu cấu tạo giúp cực dương của pin có khả năng lưu trữ năng lượng cao gấp 10 lần cực dương bằng than chì.

Ngoài ra, pin thể rắn mới còn các hạt silicon siêu nhỏ (kích thước micron) để ngăn chặn việc hình thành các sợi nhánh trên bề mặt cực dương bằng lithium, từ đó giảm thiểu nguy cơ đoản mạch hoặc chập cháy.

Các chuyên gia của Harvard đã tiến hành thử nghiệm khả năng của mẫu pin thể rắn có kích thước chỉ bằng một con tem. Kết quả cho ra đã gây bất ngờ khi pin vẫn giữ được 80% dung lượng sau 6.000 lần sạc, cao hơn nhiều so với pin lithium-ion thông thường.

Bước đột phá của nhóm nghiên cứu Harvard là họ đã ngăn chặn thành công sự hình thành đuôi gai bằng cách sử dụng các hạt silicon có kích thước micron ở cực dương để hạn chế phản ứng ở bề mặt nông mà không thâm nhập sâu hơn. Lithium được bao quanh hạt silicon, vì quá trình mạ và bong tróc có thể diễn ra nhanh chóng trên bề mặt phẳng nên pin được phát triển có thể sạc đầy trong khoảng 10 phút.

PGS. Xin Li – Chuyên gia Khoa học vật liệu của SEAS cho biết: "Cực dương làm bằng lithium được xem là đột phá mới trong công nghệ pin, vì chúng có công suất cao gấp 10 lần cực dương làm bằng than chì phổ biến hiện nay và có thể giúp tăng đáng kể phạm vi hoạt động của ô tô điện".

Pin thể rắn có chất điện phân rắn, khác với pin lithium-ion thông thường chứa chất điện phân lỏng. Pin thể rắn có mật độ năng lượng cao hơn pin xe điện thông thường, từ đó giúp tăng dung lượng pin trong khi cân nặng và thể tích được cải thiện.

Toyota là một trong những nhà sản xuất ô tô tích cực phát triển pin thể rắn và gần đây hãng cho biết sẽ đưa vào khai thác thương mại hóa trong vài năm tới. Những loại pin này sẽ có thời gian sạc lại khoảng 10 phút và phạm vi hoạt động lên tới 1.200 km.