Các nhà khoa học Nga đã tìm ra giải pháp cho cuộc khủng hoảng pin lithium

Các nhà khoa học từ Đại học Bách khoa Saint Petersburg Peter Đại đế (SPbSPU) đã phát triển một lớp phủ mới giúp cải thiện các đặc tính của pin lithium-ion. Các loại pin này đang được sử dụng cho nhiều dòng xe điện, xe tay ga, UAV và thiết bị điện tử cầm tay.

© Sputnik / Mikhail Golenkov.

 
Vấn đề tăng mật độ năng lượng của pin lithium đang trở nên cấp bách trên toàn thế giới. Theo các nhà khoa học của Đại học SPbSPU, họ đã cải thiện chỉ số này lên 20%. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Applied Surface Science.

Trong cuộc phỏng vấn với Sputnik, ông Maxim Maksimov, người đứng đầu phòng thí nghiệm nghiên cứu "Lớp phủ, Vật liệu và Công nghệ cho Nguồn điện Lithium" tại Viện Kỹ thuật Cơ khí, Vật liệu và Vận tải thuộc SPbSPU cho biết rằng, nhóm nghiên cứu của ông đã tiến gần đến việc chế tạo một loại pin thể rắn mới.

"Việc sử dụng lithium ở dạng kim loại nguyên chất làm tăng cường độ sử dụng năng lượng. Hiện tại, mật độ năng lượng của pin sản xuất công nghiệp ở mức 250-280 Wh/kg, và mức tăng mật độ năng lượng đang giảm dần theo từng năm. Nhờ sử dụng lithium ở dạng kim loại, chúng tôi đã đạt được mật độ năng lượng 300-350 Wh/kg. Đối với người dùng, điều này có nghĩa là thời gian hoạt động thiết bị mà không cần sạc lại tăng 20%", - nhà khoa học giải thích.

Theo nhà khoa học, khía cạnh quan trọng thứ hai liên quan đến việc đảm bảo an toàn cho người dùng cuối. Ông giải thích rằng, sự hiện diện của chất điện phân lỏng và dung môi hữu cơ có thể gây ra đoản mạch, do đó các pin lithium-ion thương mại có rất nhiều sự cố cháy nổ.
"Người ta thường làm gì khi pin bắt lửa và phát nổ? Họ chỉ bước sang một bên và đợi pin cháy hết - không có cách nào dập tắt nguồn cháy", - ông Maksimov nói.

Ông cũng nhấn mạnh rằng, công nghệ mới sử dụng chất điện phân thể rắn và lớp phủ đặc biệt. Theo ông, loại pin mới không có chất điện phân lỏng và dung môi hữu cơ, điều đó làm tăng đáng kể tính an toàn của các thiết bị di động.

"Về cơ bản, chúng tôi đã phát triển một công nghệ sản xuất chất điện phân rắn với một số cải tiến", - nhà khoa học nhấn mạnh.

Các nhà khoa học SPbPU giải thích rằng, về mặt kỹ thuật, điều này trở nên khả thi nhờ vào một siêu công nghệ được gọi là phân lớp phân tử: các màng mỏng, mà các nhà khoa học đã lựa chọn thành phần hóa học đặc biệt cho chúng, được xếp thành từng lớp siêu mỏng trên bề mặt nền phẳng của chất điện phân rắn.

Ông Maxim Maximov cho biết thêm: "Công nghệ này đảm bảo chất điện phân rắn tiếp xúc ổn định với lithium kim loại và tránh sự suy giảm giao diện".