Các nhà khoa học Harvard phát triển pin thể rắn sạc nhanh cho ô tô điện

Các nhà nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS) thuộc Đại học Harvard đã đạt được bước đột phá đáng kể khi phát triển một loại pin thể rắn có khả năng sạc chỉ trong 10 phút với tuổi thọ vượt quá 6.000 chu kỳ sạc. Sự đổi mới này hứa hẹn rất lớn cho tương lai của xe điện.

Công nghệ pin thể rắn mang tính cách mạng

Pin thể rắn của Harvard sử dụng điện cực dương làm bằng kim loại lithium thay vì chì truyền thống. Loại điện cực dương mới này được giới thiệu là có khả năng lưu trữ năng lượng lớn hơn gấp 10 lần so với loại điện cực dương gốc chì.

Ngoài ra, pin sử dụng các hạt silicon siêu nhỏ (cỡ micron) để ngăn chặn sự hình thành các sợi phân nhánh trên bề mặt điện cực dương kim loại lithium. Điều này giải quyết các vấn đề tiềm ẩn có thể dẫn đến đoản mạch hoặc cháy do phá vỡ rào cản giữa các điện cực dương và âm.

Vai trò của hạt silicon siêu nhỏ

Các hạt silicon siêu nhỏ đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế các phản ứng trên bề mặt điện cực. Các ion lithium bám vào bề mặt của các hạt này mà không thâm nhập sâu hơn. Quá trình sạc nhanh chóng và hiệu quả, khoảng 10 phút, được thực hiện dễ dàng nhờ quá trình mạ và tước nhanh chóng trên bề mặt phẳng.

Nguyên mẫu của pin thể rắn do các nhà nghiên cứu của Harvard phát triển có kích thước nhỏ gọn, chỉ bằng kích thước của một con tem bưu chính và duy trì đáng kể 80% công suất sau 6.000 chu kỳ sạc, vượt xa các loại pin truyền thống một cách đáng kể.

Ưu điểm và triển vọng tương lai

Giáo sư Xin Li từ SEAS cho biết: "Kim loại lithium làm điện cực dương được coi là 'chén thánh' trong công nghệ pin do dung lượng cao, gấp 10 lần so với điện cực dương chì được sử dụng rộng rãi. Nó có thể mở rộng đáng kể phạm vi hoạt động của xe điện."

Văn phòng Phát triển Công nghệ của Đại học Harvard đã bảo đảm bằng sáng chế cho công nghệ đột phá này.

Pin thể rắn được coi là tương lai của xe điện, với việc các nhà sản xuất ô tô lớn như Toyota đầu tư vào nghiên cứu và phát triển. Toyota mới đây đã công bố kế hoạch giới thiệu ô tô điện được trang bị pin thể rắn ra thị trường trong những năm tới. Những loại pin này có thời gian sạc nhanh khoảng 10 phút và phạm vi lái xe ấn tượng lên tới 1.200 km. Sự đổi mới này của Đại học Harvard đã mở đường cho những tiến bộ trong công nghệ xe điện, giải quyết những thách thức quan trọng liên quan đến tốc độ sạc và tuổi thọ của pin.