Công nghệ kéo dài “tuối thọ” của pin

Tuổi thọ pin ngắn vẫn là một vấn đề nan giải khiến cho ngành công nghiệp sản xuất các thiết bị chạy pin không thể tiến nhanh hơn. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới về lớp phủ giúp tăng tuổi thọ pin có thể làm nên một cuộc cách mạng cho các thiết bị dùng pin.

Bạn đã bao giờ bó bột một vết thương của mình và nhận ra vết thương sẽ mau lành hơn? Cũng tương tự như cách cơ thể của bạn chữa lành một vết thương nhanh hơn khi bó bột, các nhà khoa học đã tìm ra cách giúp pin Lithium-Ion Silicon cực dương chữa lành những tế bào pin bị hỏng và tăng tuổi thọ dùng pin.

Silicon cực dương có khả năng tăng hiệu suất của pin Lithium-Ion, nhưng trong quá trình nạp năng lượng, Silicon cực dương sẽ bị tăng kích thước đến ba lần sau đó giảm xuống trong giai đoạn xả. Điều này sẽ tạo ra các vết nứt nhỏ dọc theo bề mặt pin, và có thể gây ra các tác hại về lâu dài cho viên pin nếu nạp, xả nhiều lần. Do đó, các nhà khoa học tại Đại học Stanford đã đưa ra một lớp phủ polymer cực dương có tác dụng chữa lành các vết nứt xảy ra trên pin. Các nhà khoa học tại trường Đại học Stanford và phòng thí nghiệm Energy Department’s SLAC National Accelerator đã tìm ra lớp phủ này khi nghiên cứu một loại da tự liền lại cho robot và chân tay giả.

Ban đầu các nhà khoa học chỉ nhắm đến tính năng tự đàn hồi của polymer tuy nhiên họ đã nhận ra polymer cũng có khả năng chữa lành các điện cực và có thể ứng dụng vào pin lithium-ion. Polymer sẽ làm suy yếu một số liên kết hóa học gây cản trở khả năng tự tái tạo của pin. Khi các liên kết hóa học này bị suy yếu, những vết nứt trong pin có thể tự lành lại và sẽ có khả năng làm việc lâu dài hơn. Đây là cũng là cách mà một số loài sinh vật tự chữa lành vết thương cho mình.

Phát hiện này là một bước đột phá trong công nghệ pin, nó có thể giúp làm tăng tuổi thọ của pin hiện nay, cho phép chúng giữ được điện năng lâu hơn và giảm chi phí sản xuất trong các ngành như ôtô, xe điện.

Theo như các thí nghiệm ban đầu cho thấy thì lớp phủ polymer đã có thể kéo dài thêm 100 lần chu kỳ nạp xả của pin và con số này sẽ được tăng lên nhiều hơn trong tương lai khi nghiên cứu hoàn thiện. Mục tiêu của các nhà khoa học là đạt 500 chu kỳ nạp xả cho pin dùng trong điện thoại và 3.000 chu kỳ cho xe ô tô điện.