Vượt Samsung, Toyota, người Trung Quốc phát minh pin thể rắn đặc biệt có thể khiến ngành công nghiệp xe điện toàn cầu ‘rung chuyển’

Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết họ đã phát triển một loại pin lithium thể rắn có hiệu suất tốt cùng chi phí thấp hơn đáng kể. Mặc dù bộ pin truyền thống đã có tiến bộ, nhưng kích thước, trọng lượng và nguy cơ cháy nổ tiềm ẩn của chúng vẫn chưa thật sự đưa xe điện trở nên nhẹ và an toàn tuyệt đối hơn.

Theo đó, việc thay thế chất điện phân dạng lỏng của pin lithium thông thường bằng chất điện phân dạng rắn có thể hứa hẹn đem tới loại pin có thời gian sạc nhanh hơn, hiệu suất tốt hơn và tiêu chuẩn an toàn được cải thiện.

Nhưng việc sử dụng rộng rãi pin thể rắn còn nhiều khó khăn do chi phí vật liệu và sản xuất cao. Điều này tạo ra một cuộc chạy đua toàn cầu nhằm tìm ra giải pháp thương mại khả thi.

Phát hiện mới

South China Morning Post (SCMP) đưa tin, các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) ở tỉnh An Huy đã phát triển một loại chất điện phân thể rắn có triển vọng lớn cho các ứng dụng thương mại.

Theo một bài báo được công bố gần đây trên tạp chí Angewandte Chemie International Edition, một trong những tạp chí hóa học hàng đầu thế giới, nhóm nghiên cứu đã có cách tiếp cận mới đối với một vấn đề vốn làm đau đầu các nhà nghiên cứu trong hơn một thập kỷ.

Các công ty lớn trong ngành, bao gồm Toyota của Nhật Bản và Samsung của Hàn Quốc, đều đã đầu tư đáng kể vào nghiên cứu và phát triển chất điện phân trạng thái rắn phù hợp, với ba loại chính là oxit, sunfua và clorua.

Các công ty lớn trong ngành trên toàn thế giới đang chạy đua để tạo ra một loại pin có thể khiến ngành công nghiệp xe điện phát triển hơn nữa

Vượt qua thách thức

Chất điện phân sunfua thể rắn rất triển vọng. Nhưng giá thành của nó thường hơn 195 USD/kg, cao hơn nhiều so với mức 50 USD/kg thông thường để thương mại hóa.

Nhà nghiên cứu Ma Cheng của USTC cho biết: “Mặc dù các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đang nỗ lực giảm chi phí thông qua nhiều phương pháp khác nhau, nhưng quá trình thăm dò dài hạn đã chỉ ra rằng rất khó để đạt được mục tiêu này”.

Để vượt qua thách thức, Ma và đội nhóm của ông đã bắt tay vào phát triển một chất điện phân rắn sunfua mới, được gọi là Li7P3S7.5O3.5 - LPSO và không cần lithium sunfua làm nguyên liệu thô.

LPSO được tổng hợp từ hai hợp chất giá rẻ, với chi phí thành phần chỉ 14,42 USD/kg – ít hơn 8% chi phí nguyên liệu thô của các chất điện phân rắn sunfua khác.

Đáng chú ý, việc hạ giá thành phẩm không làm giảm những ưu điểm của dòng sản phẩm này. Chất điện phân rắn LPSO có mật độ thấp, khả năng tương thích tốt với điện cực dương, đồng thời góp phần tạo nên hiệu suất hoạt động vượt trội của pin thể rắn.

Nhưng ông Ma cảnh báo hiệu suất của vật liệu mới vẫn chưa thực sự lý tưởng. Ông chia sẻ với tờ Science and Technology Daily rằng "hiệu suất của LPSO dự kiến ​​sẽ cải thiện hơn nữa và chúng tôi đang hướng tới điều đó".

Các công ty từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Châu Âu và Mỹ – vốn tụt hậu so với Trung Quốc trong lĩnh vực pin lithium truyền thống – đang đặt hy vọng vào công nghệ pin thế hệ tiếp theo, bao gồm cả pin thể rắn, để vươn lên dẫn đầu. Cả Toyota và Samsung đều được cho là đang nhắm tới mục tiêu tung ra thị trường pin thể rắn hoàn toàn vào năm 2027.

Theo South China Morning Post

>> Trung Quốc phát hiện 2 loại khoáng sản mới tại mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới