Tin Khoa học Công nghệ quốc tế

CÔNG NGHỆ PIN MỚI CHI PHÉP SẠC Ô TÔ ĐIỆN LÊN ĐẾN 90% CHỈ TRONG 6 PHÚT

07/12/2020 | 0

Với sự dẫn đầu của Telsa, thị trường xe điện đang phát triển trên khắp thế giới. Không giống như ô tô thông thường sử dụng động cơ đốt trong, ô tô điện chỉ được cung cấp năng lượng từ pin lithium ion, do đó, hiệu suất của pin xác định hiệu suất tổng thể của ô tô. Tuy nhiên, thời gian sạc chậm và nguồn điện yếu vẫn là những rào cản cần khắc phục. Về vấn đề này, một nhóm nghiên cứu POSTECH gần đây đã phát triển một loại vật liệu pin sạc nhanh hơn và bền hơn cho ô tô điện.

Để sạc và xả pin Li-ion nhanh chóng, các phương pháp làm giảm kích thước hạt của vật liệu điện cực đã được sử dụng cho đến nay. Tuy nhiên, việc giảm kích thước hạt có một nhược điểm là làm giảm mật độ năng lượng thể tích của pin.

Về vấn đề này, nhóm nghiên cứu xác nhận rằng nếu một pha trung gian trong quá trình chuyển pha được hình thành trong quá trình sạc và phóng điện, thì công suất cao có thể được tạo ra mà không làm mất mật độ năng lượng cao hoặc giảm kích thước hạt thông qua quá trình sạc và phóng điện nhanh chóng, cho phép phát triển pin Li-ion bền lâu.

Trong trường hợp vật liệu tách pha trải qua quá trình tạo và phát triển pha mới trong khi nạp và phóng điện, hai pha có thể tích khác nhau tồn tại trong một hạt duy nhất, dẫn đến nhiều khuyết điểm của cấu trúc trong bề mặt phân cách của hai pha. Những khuyết điểm này ức chế sự phát triển nhanh chóng của một pha mới trong hạt, cản trở quá trình nạp và phóng điện nhanh chóng.

Sử dụng phương pháp tổng hợp do nhóm nghiên cứu phát triển, người ta có thể tạo ra một pha trung gian hoạt động như một chất đệm cấu trúc có thể làm giảm đáng kể sự thay đổi về thể tích giữa hai pha trong một hạt.

 

Ngoài ra, người ta đã xác nhận rằng pha trung gian đệm này có thể giúp tạo ra và phát triển một pha mới bên trong hạt, cải thiện tốc độ chèn và loại bỏ liti trong hạt. Điều này đã chứng minh rằng sự hình thành pha trung gian có thể làm tăng đáng kể tốc độ nạp và phóng điện của tế bào bằng cách tạo ra phản ứng điện hóa đồng nhất trong điện cực nơi có nhiều hạt. Kết quả là, các điện cực pin Li-ion do nhóm nghiên cứu tổng hợp sạc tới 90% trong 6 phút và xả 54% trong 18 giây, một dấu hiệu đầy hứa hẹn để phát triển pin Li-ion năng lượng cao.

“Cách tiếp cận thông thường luôn là sự cân bằng giữa mật độ năng lượng thấp với tốc độ nạp và phóng điện nhanh do việc giảm kích thước hạt,” Giáo sư Byoungwoo Kang, tác giả của bài báo, nhận xét. Ông giải thích thêm, “Nghiên cứu này đã đặt nền tảng cho việc phát triển pin Li-ion có thể đạt được tốc độ sạc và xả nhanh, mật độ năng lượng cao và hiệu suất kéo dài”.

Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ của Chương trình Nghiên cứu viên Trung cấp và Chương trình Phát triển Công nghệ Bức xạ của Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Hàn Quốc.

NBH.HTQT

Nguồn dịch và biên tập: https://scitechdaily.com/new-battery-technology-enables-charging-electric-cars-up-to-90-in-just-6-minutes/