Bất cứ ai có quan tâm đến hóa học đều biết rằng pin lithium-ion, thường gọi là LIB, là một loại pin có thể sạc lại. Trong loại pin này, các ion lithium chạy từ các điện cực dương tới điện cực âm và ngược lại trong khi sạc và khi dùng.
Những viên pin này rất phổ biến trong các thiết bị điện tử gia đình, đặc biệt là các thiết bị điện tử di động, do tính năng tự phóng điện thấp, mật độ năng lượng cao, và hiệu ứng bộ nhớ rất nhỏ.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan, Mỹ vừa đạt được một thành tựu rất lớn về công nghệ pin khi họ cho biết nguồn ra (dung lượng) của loại pin lithium metal có thể gấp đôi so với pin LIB, từ đó tăng hiệu suất hoạt động của pin, đồng thời không bị bắt lửa gây cháy nổ.
Các nhà khoa học đã phát minh ra một công nghệ mới cho loại pin có thể sạc lại, làm tăng gấp đôi dung lượng của loại pin này so với pin lithium-ion như chúng ta biết hiện nay. Nếu thông tin này chính xác, thì có thể coi đây là một thành tựu mang tính bước ngoặt về công nghệ pin bởi như vậy các thiết bị di động sẽ có tuổi thọ cao hơn và phạm vi hoạt động (quãng đường đi) của các loại xe điện cũng lớn hơn.
Sử dụng các chất điện phân thể rắn để tăng độ bền cho pin đồng thời tạo ra tính năng chống bắt lửa gây cháy nổ.
Thông tin được các nhà nghiên cứu đưa ra cho thấy họ có thể sử dụng năng lượng của loại pin LIB bằng cách sử dụng chất điện phân dạng rắn bằng gốm, như thế sẽ không gây ra hiện tượng đoản mạch hoặc các ảnh hưởng xấu khác.
Pin LIB được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1991, và đã thể hiện sự ổn định đáng kinh ngạc. Hiện nay, LIB được sử dụng trong tất cả các thiết bị điện tử như là các thiết bị điện tử cá nhân, laptop, iPod và điện thoại di động.
LIB được ứng dụng một cách rộng rãi trên nhiều thiết bị bởi đây là một trong những loại pin mạnh nhất và có thể sạc lại. Tuy nhiên, sau này, theo nhiều thông tin cho thấy, loại pin này có xu hướng dễ bắt lửa và gây cháy nổ.
Mặc dù, hiện tượng phát nổ ở pin LIB không phải là phổ biến, nhưng khi phát nổ sẽ tạo ra công suất lớn và dễ gây hậu quả nghiêm trọng. Đây là vấn đề cơ bản mà các nhà nghiên cứu đang muốn tìm ra giải pháp đối phó hiệu quả, đó là một loại pin mới vừa đảo bảo tăng được dung lượng đồng thời không gây ra các thảm họa cháy nổ khi sử dụng.
 |
|
Ảnh minh họa (Michigan Engineering)
|
Các nhà khoa học đã thực hiện một phương pháp khác biệt nhằm làm ổn định vật lý bề mặt pin lithium metal bằng cách sử dụng gốm nhằm tránh hình thành các đenđrit, một dạng sợi hình cây làm giảm tuổi thọ pin và gây cháy nổ điện cực.
Thành tựu trong phát triển các loại pin sạc lại.
“Đây là một thành tựu mang tính bước ngoặt – một sự thay đổi cơ bản trong cơ chế hoạt động của pin. Những gì chúng tôi đang đạt được là một phương pháp hoàn toàn khác – làm ổn định vật lý bề mặt pin lithium metal bằng gốm. Một chất không bắt lửa. Chúng tôi đã nung nóng loại pin này ở nhiệt độ 1.800 độ F (khoảng 980 độ C) trong không khí. Và do không có chất lỏng, là chất cấp để pin cháy nổ như chúng ta đã thấy, nên loại pin lithium metal này rất an toàn, ông Jeff Sakamoto, kỹ sư trưởng tại Đại học Michigan, cho biết.
Với phương pháp độc đáo này, các nhà khoa học cũng góp phần tăng tốc độ sạc rất nhanh cho pin. Họ đã chứng minh được rằng loại pin dạng rắn của mình có thể sạc đầy trong vòng chưa đến 3 giờ so với mức từ 20 đến 50 giờ để sạc đầy pin một viên pin (ắc quy) ô tô lithium metal thông thường.
Đồng thời, với phương pháp này, tuổi thọ pin cũng không bị giảm xuống. Tuổi thọ pin thường giảm xuống do các quá trình sạc và xả pin (sử dụng) nhiều lần. Sau khi tiến hành thử nghiệm loại pin này trong 22 ngày, các nhà khoa không thấy có dấu hiệu pin bị thoái hóa hay chai pin.
“Viên pin chúng tôi thử nghiệm không hề có sự thay đổi nào. Chúng tôi không hề thấy có sự chai pin", ông Nathan Taylor, một nghiên cứu sinh về kỹ thuật hóa học cho biết.
