Công nghệ điện cực đơn tinh thể có thể bền gấp 8 lần hiện tại
Theo báo cáo công bố trên Journal of The Electrochemical Society ngày 15/11, các nhà khoa học đã phát triển một loại pin lithium-ion mới có thể sạc và xả liên tục trong 6 năm mà vẫn giữ được gần 80% dung lượng ban đầu. Thử nghiệm cho thấy pin này có tuổi thọ cao hơn gấp 8 lần so với pin thông thường, tương đương quãng đường 8 triệu km.
Pin lithium-ion hiện tại đều suy giảm hiệu suất theo thời gian. Chẳng hạn, sau vài năm sử dụng, điện thoại sẽ không còn giữ pin tốt như ban đầu. Tương tự, pin xe điện cũng mất dần dung lượng lưu trữ, khiến xe đi được quãng đường ngắn hơn sau mỗi lần sạc.
Toby Bond, đồng tác giả nghiên cứu tại Canadian Light Source, cho biết: "Chúng tôi muốn tìm hiểu cơ chế suy giảm của pin theo thời gian và cách kéo dài tuổi thọ của chúng".
Điện cực đơn tinh thể có gì đặc biệt?
Nghiên cứu này do Tesla tài trợ, với sự tham gia của các nhà khoa học từ Đại học Dalhousie (Canada). Họ đã so sánh điện cực đơn tinh thể với điện cực đa tinh thể – loại đang được sử dụng phổ biến trong pin xe điện hiện nay.
Cả hai loại điện cực đều làm từ vật liệu tương tự, nhưng điện cực đa tinh thể gồm nhiều hạt nhỏ kết hợp lại, trong khi điện cực đơn tinh thể có cấu trúc nguyên khối, bền hơn và ít bị nứt gãy hơn.
Bằng cách sử dụng tia X năng lượng cao để quan sát bên trong pin, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng sau 2,5 năm, điện cực đa tinh thể đã xuất hiện nhiều vết nứt nhỏ do các ion lithium làm giãn nở vật liệu. Những vết nứt này khiến pin xuống cấp nhanh hơn.
Ngược lại, điện cực đơn tinh thể gần như không bị tổn hại đáng kể dù đã hoạt động liên tục suốt 6 năm.
Tương lai của pin xe điện
Viên pin thử nghiệm đã trải qua hơn 20.000 chu kỳ sạc-xả nhưng vẫn giữ 80% dung lượng, trong khi pin EV hiện nay thường phải thay thế sau khoảng 322.000 km (200.000 dặm).
"Chúng ta cần những viên pin có tuổi thọ càng dài càng tốt, vì xe chạy càng lâu thì tác động tích cực đến môi trường càng lớn," Bond nhấn mạnh.
Hiện tại, công nghệ này vẫn chưa được đưa vào sản xuất hàng loạt, nhưng Tesla đã đăng ký bằng sáng chế liên quan. Trong tương lai, nếu pin có thể tồn tại lâu hơn cả chiếc xe, chúng có thể được tái sử dụng cho hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo, giúp tích trữ điện từ gió và mặt trời.
"Những nghiên cứu như thế này giúp khẳng định độ tin cậy của pin thế hệ mới, đồng thời giúp các công ty có kế hoạch dài hạn cho công nghệ này," Bond kết luận.
Skyler Ware là một nhà báo khoa học tự do. Bài viết được đăng trên Live Science vào ngày 4/1/2025.
Live Science là trang tin khoa học hàng đầu, chuyên cung cấp thông tin mới nhất về vũ trụ, sức khỏe, công nghệ và môi trường. Ra đời năm 2004, Live Science giúp giải thích các hiện tượng khoa học phức tạp một cách dễ hiểu, dựa trên nghiên cứu và phân tích chuyên sâu.
