Bên trong trung tâm nghiên cứu và sáng tạo IMEC ở Bỉ - Ảnh: IMEC
Đơn vị này đã phát triển thành công nguyên mẫu pin lithium-kim loại sử dụng chất điện phân rắn, với mật độ năng lượng vượt trội, hứa hẹn góp phần thay đổi cục diện ngành giao thông điện hóa.
Pin xe điện đi xa hơn, không tăng trọng lượng
Theo các nhà khoa học tại IMEC, nguyên mẫu pin mới có mật độ năng lượng đạt tới 1.070Wh/kg, cao hơn khoảng 50% so với pin lithium-ion thông thường hiện nay, vốn chỉ đạt khoảng 600-700Wh/kg. Đây là kết quả đã được công bố từ tháng 9-2024.
Điều này đồng nghĩa với việc xe điện sử dụng loại pin mới có thể di chuyển xa hơn một nửa so với trước đây mà không làm tăng trọng lượng hay kích thước pin, một yếu tố vốn luôn là rào cản lớn trong việc mở rộng thị trường xe điện hiện nay.
Không giống như dầu mỏ, thứ mà Bỉ không sở hữu, quốc gia này đang khẳng định vị trí tiên phong trong đổi mới công nghệ xanh nhờ các ý tưởng mang tính cách mạng. Dự án pin thế hệ mới do IMEC chủ trì nằm trong khuôn khổ sáng kiến hợp tác châu Âu mang tên SOLiDIFY, với sự tham gia của 13 đối tác từ nhiều quốc gia châu Âu.
Ngoài ưu điểm vượt trội về quãng đường di chuyển, nguyên mẫu pin mới cũng thể hiện nhiều lợi thế khác về độ an toàn và tốc độ sạc.
Theo IMEC, việc sử dụng chất điện phân rắn, cụ thể là vật liệu nanocomposite pha tạp dựa trên polymer ion lỏng, giúp giảm đáng kể nguy cơ cháy nổ so với các loại pin hiện hành.
Dù các vụ cháy pin xe điện rất hiếm khi xảy ra, khi có sự cố, việc dập tắt đám cháy thường rất phức tạp và tốn nhiều thời gian. Do đó việc nâng cao an toàn cho người sử dụng luôn là một trong những mục tiêu ưu tiên hàng đầu.
Pin thể rắn của trung tâm nghiên cứu và sáng tạo IMEC tại Bỉ - Ảnh: IMEC
Công nghệ sạc nhanh có thể sản xuất đại trà
Một điểm nổi bật khác của loại pin này là khả năng sạc nhanh hơn so với các dòng pin lithium-ion truyền thống, giúp rút ngắn thời gian nạp năng lượng và tăng tính thuận tiện cho người dùng, nhất là trong bối cảnh hạ tầng trạm sạc công cộng vẫn đang trong quá trình hoàn thiện tại nhiều quốc gia.
Về mặt công nghệ, IMEC cho biết họ đã đạt được mật độ năng lượng cao nhờ thiết kế tế bào pin sử dụng một cực âm composite có dung lượng lớn, kết hợp với cực dương lithium-kim loại mỏng, được ngăn cách bằng một lớp điện phân rắn siêu mỏng. Sự kết hợp này không chỉ tối ưu hóa hiệu suất mà còn giúp pin có cấu trúc nhỏ gọn, phù hợp với thiết kế của các loại xe hiện đại.
Đáng chú ý, IMEC cũng bày tỏ kỳ vọng về khả năng đưa công nghệ này vào sản xuất đại trà trong thời gian tới.
Các nhà nghiên cứu ước tính chi phí sản xuất của loại pin mới có thể dưới 150 euro mỗi kWh, một mức giá hợp lý, giúp sản phẩm đến gần hơn với người tiêu dùng.
Ngoài ra công nghệ này có thể được tích hợp vào các dây chuyền sản xuất pin lithium-ion hiện có, nên các nhà sản xuất sẽ không phải đầu tư lại từ đầu, từ đó tiết kiệm đáng kể chi phí và thời gian chuyển đổi.
Bước tiếp theo, theo đại diện IMEC, sẽ là đưa nguyên mẫu sang giai đoạn sản xuất hàng loạt và thử nghiệm trên thực tế, nhằm đánh giá hiệu quả toàn diện của công nghệ mới trong môi trường vận hành thực tiễn.
Với danh tiếng toàn cầu của IMEC trong lĩnh vực công nghệ nano và điện tử tiên tiến, giới chuyên gia kỳ vọng bước đột phá này sẽ không chỉ mang lại lợi ích cho Bỉ, mà còn tạo ra tác động lớn đối với ngành công nghiệp xe điện trên toàn thế giới.
Đăng ký tại đây
Bình luận hay