Pin xe điện có khả năng tự vá, nhỏ hơn mà ép được nhiều điện hơn

Trong lĩnh vực sản xuất pin xe điện, các nhà sản xuất luôn hướng tới các mục tiêu chung: mật độ năng lượng cao hơn, sạc nhanh hơn, hiệu quả chi phí và an toàn hơn. Tuy nhiên con đường để đạt được những mục tiêu này luôn thay đổi. Các nhà khoa học châu Âu tin rằng một giải pháp tiềm năng là pin "tự phục hồi".

Tổ chức nghiên cứu ở Na Uy SINTEF đã thử nghiệm một loại pin mà họ cho là ổn định hơn pin lithium-ion truyền thống. Loại pin này được ví như một chiếc "sandwich" với cực âm ở trên, cực dương ở dưới, xen giữa là tấm phân cách và chất kết dính.

Nhìn chung, cấu trúc cơ bản không khác biệt pin truyền thống. Điểm khác biệt nằm ở cấu tạo và thành phần hóa học của pin.

Cực âm sử dụng lithium-nickel-manganese oxide, không chứa coban, ít niken và lithium hơn so với pin xe điện truyền thống. Nhà khoa học Nils Peter Wagner của SINTEF chia sẻ với Tech Xplore (Anh) rằng cấu trúc hóa học này cung cấp điện áp trung bình cao hơn, cải thiện thời gian sạc và hiệu suất. Đồng thời, pin cũng chứa nhiều năng lượng hơn trong một thể tích nhỏ hơn.

Cực dương được làm từ vật liệu composite silicon-graphite. Nhiều công ty pin, bao gồm các start-up của Mỹ như Amprius, Group14 và Sila Nanotechnologies, cũng đang nghiên cứu cực dương silicon vì loại bỏ được những điểm không hiệu quả của cực dương graphite.

Tuy nhiên cực dương silicon có xu hướng phồng lên trong chu kỳ sạc và xả. Vấn đề này được giải quyết bằng cách kết hợp với graphite, giúp tăng cường độ ổn định cho cực dương.

Một điểm đột phá nữa là "chất siêu kết dính" có khả năng tự sửa chữa những hư hỏng nhỏ của pin, tương tự như lốp xe tự vá. Chất này tồn tại dưới dạng chất kết dính và chất phân tách đặc biệt, giúp giữ cấu trúc pin.

Nói một cách đơn giản, chất kết dính giữ các hạt hoạt động trong pin với nhau. Còn chất phân tách ngăn ngừa đoản mạch, đảm bảo cực âm và cực dương không tiếp xúc.

Theo SINTEF, việc phát triển nguyên mẫu cell pin thế hệ đầu tiên đã hoàn thành và hiện đang tập trung vào phát triển cell pin thế hệ thứ hai.

Thách thức cuối cùng là đưa công nghệ này ra thị trường. Đổi mới trong phòng thí nghiệm là một chuyện, nhưng áp dụng tất cả những phát triển đó vào một sản phẩm thực tế, được sản xuất hàng loạt lại là một thử thách hoàn toàn khác.

Bob Lee, chủ tịch kiêm giám đốc chiến lược của LG Energy Solution tại Bắc Mỹ, đã nhận định trong podcast Autoline Network rằng: "Sản xuất chính là công nghệ. Cố gắng sản xuất [pin] với số lượng lớn trên diện tích bề mặt rộng một cách đồng nhất mới là điều khó khăn".

Trong những năm qua, đã có nhiều đột phá về công nghệ pin, nhưng rất ít trong số đó được ứng dụng vào thực tế.

'Nhiều người quan ngại để xe điện lâu thì tụt pin, tôi đã thử và kết quả rất bất ngờ'

Liệu việc để xe điện không cắm sạc trong nhiều tuần liền, giữa thời tiết lạnh giá, có làm cạn kiệt pin xe như nhiều người nghĩ?