Hàn Quốc phát minh thành công pin xe điện có dung lượng lưu trữ gấp 4 lần, không lo cháy nổ
Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa giới thiệu một công nghệ pin lithium kim loại đột phá mang tên Hệ thống POSTECH, được xem là bước tiến quan trọng trong hành trình nâng cấp pin cho xe điện thế hệ mới.
Được ví như “dream battery”, công nghệ này cho khả năng lưu trữ năng lượng cao gấp bốn lần so với cực dương than chì đang được sử dụng phổ biến trên thị trường. Không chỉ vậy, pin còn duy trì hiệu suất Coulomb trên 99% sau hơn 300 chu kỳ sạc - xả, cho thấy độ ổn định vượt trội so với các giải pháp lithium kim loại trước đây.
Phát minh của nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang (POSTECH) được đánh giá là bước chuyển quan trọng từ nghiên cứu cơ bản sang ứng dụng thực tiễn. Công nghệ này hứa hẹn tác động sâu rộng đến ngành công nghiệp xe điện toàn cầu, đặc biệt khi giải quyết được hai rào cản lớn nhất hiện nay đó là quãng đường di chuyển hạn chế và nguy cơ cháy nổ pin.
Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Won Bae Kim, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng từ trường bên ngoài để điều khiển quá trình vận chuyển ion lithium. Cách tiếp cận này giúp kiểm soát hiệu quả hiện tượng hình thành dendrite, các nhánh tinh thể dạng kim phát triển trong quá trình sạc lặp lại ở pin lithium kim loại dung lượng cao.
Trong các cấu hình pin thông thường, dendrite có thể xuyên thủng lớp ngăn cách bên trong, gây chập mạch, quá nhiệt và dẫn đến nguy cơ nổ pin. Hệ thống POSTECH khắc phục nhược điểm này bằng cách tạo ra lớp lắng đọng lithium kim loại mịn, dày và ổn định, duy trì được cấu trúc an toàn trong hàng trăm chu kỳ hoạt động.
Bên cạnh đó, pin còn áp dụng cơ chế lưu trữ năng lượng kép như lithium được giữ cả trong ma trận oxit lẫn dưới dạng kim loại lắng đọng trên bề mặt. Cách thiết kế này giúp tối ưu dung lượng lưu trữ đồng thời cải thiện độ bền và tính an toàn của cực dương.
Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp mới đã trực tiếp xử lý hai thách thức cốt lõi của pin lithium kim loại là sự mất ổn định cấu trúc và hiện tượng dendrite. Trong tương lai, Hệ thống POSTECH được kỳ vọng sẽ trở thành nền tảng công nghệ để rút ngắn thời gian sạc, kéo dài tuổi thọ pin cho xe điện, đồng thời mở rộng ứng dụng sang các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
