Sạc trong 10 phút, bền vô địch

Trong cuộc đua thương mại hóa pin thể rắn, Toyota đã đặt mục tiêu đạt đưa ra thị trường vào năm 2027. Ngay lúc này, nhiều hãng xe và công nghệ của Trung Quốc cũng đang nghiên cứu pin thể rắn để cố gắng đưa ra thị trường trong thời gian nhanh nhất có thể. Bên cạnh đó, nhiều đơn vị và viện nghiên cứu khác trên thế giới cũng tập trung nguồn lực cho công nghệ này.

Mới đây nhất, Đại học Harvard (Mỹ) đã thông báo về việc phát triển một loại pin thể rắn có thể sạc trong 10 phút và có độ bền vượt trội so với các loại pin dạng túi thông thường.

Nghiên cứu của Đại học Harvard đã được đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Materials thể hiện rằng điện cực anốt của pin được làm bằng hợp kim liti, có thể lưu trữ điện gấp 10 lần so với các loại anốt thương mại sử dụng than chì.

Trong nhiều năm trở lại đây, các nhà khoa học đã liên tục đạt được các thành tựu mới và giúp đẩy nhanh tốc độ phát triển loại pin này. Tuy nhiên, pin thể rắn có một vấn đề gây đau đầu. 

Trong quá trình sạc, các ion liti sẽ di chuyển từ cực catốt sang cực anốt và có thể xuyên thủng màng ngăn điện cực. Việc này có thể dẫn đến ngắn mạch hoặc thậm chí bốc hỏa. Các nhà nghiên cứu hiện đã tìm ra cách thức để kiểm soát và giảm thiểu tình trạng này; tuy nhiên, đột phá trong nghiên cứu của Đại học Harvard là họ đã có thể ngăn chặn hoàn toàn tình trạng này xảy ra.

Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đã sử dụng các hạt silicon có kích thước chỉ vài micro mét (1 mét = 1 triệu micro mét) để ngăn chặn các ion xuyên thủng màng ngăn. Ngoài tăng tính an toàn, điều này còn giúp quá trình sạc diễn ra nhanh hơn – mà kết quả là có thể sạc trong 10 phút.

So với công nghệ dẫn đầu đang được ứng dụng trên mẫu Lucid Air, công nghệ của Đại học Harvard nhanh hơn 6 phút. 

Một điểm thú vị cần nhắc tới là không chỉ thời gian sạc, công nghệ pin này còn vượt trội ở nhiều vấn đề khác so với công nghệ pin hiện tại. Pin của Đại học Harvard có thể được sản xuất dưới dạng túi, có kích thước mỗi cell chỉ bằng một con tem; khả năng lưu trữ điện sau 6.000 vòng sạc/xả là 80%, tức cao hơn tất cả các loại pin dạng túi khác trên thị trường.

Kết quả nghiên cứu này được xem là bước nhảy lớn với công nghệ pin thể rắn ứng dụng cho ô tô điện. Công nghệ pin thể rắn được nhìn nhận là tương lai của pin cho ô tô điện, bởi thường có mật độ năng lượng tốt hơn, ổn định hơn và giúp xe đi xa hơn so với công nghệ pin sử dụng dung dịch điện phân hiện tại (pin thể rắn là loại pin có chất điện phân ở thể rắn).

Hiện tại, Đại học Harvard đã bán bản quyền công nghệ cho công ty Adden Energy – công ty chuyên về pin do một đội nhà nghiên cứu của đại học này thành lập. Sau quá trình nghiên cứu tại Đại học Harvard, Adden Energy được kỳ vọng có thể đưa công nghệ này tới sản xuất thương mại, và nhất là có thể sử dụng với các mẫu xe phổ thông.