Giải quyết các vấn đề khó khăn của pin lithium-ion bằng băng dính: giảm tuổi thọ pin mở rộng dạng sợi nhánh

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Nhóm nghiên cứu khoa học của trường Đại học Les đã dựa trên băng dính, kết hợp với một số công nghệ laser tiên tiến và phát triển một loại vật liệu điện cực mới. Vật liệu này có thể khắc phục được những vấn đề lâu dài của pin lithium-ion hiện tại và hy vọng sẽ tăng hiệu suất của pin. Pin lithium kim loại là loại pin thông thường được sử dụng làm than chì, được dùng làm cực dương (hai điện cực) cho pin lithium kim loại nguyên chất.

Do vật liệu này có mật độ năng lượng rất cao nên kim loại lithium có thể làm cho tốc độ sạc của pin được tăng tốc đáng kể, dung lượng có thể đạt tới 10 lần. Tuy nhiên, pin lithium-ion vẫn còn một số nhược điểm, gây nhiều phiền toái hơn cho các "dendrit". Trong quá trình sạc, các dendrite này được hình thành trên bề mặt cực dương và có thể gây ra hiện tượng đoản mạch, hỏng hóc hoặc cháy, do đó, một số lượng lớn các nghiên cứu về pin được tập trung.

Nhóm nghiên cứu khoa học từ trường Đại học Les đã có một bước đột phá mới trong lĩnh vực này, đầu tiên là băng dính. Nhóm nghiên cứu đưa băng keo đến bộ thu dòng điện bằng đồng tạo nên cực dương của lithium và xử lý nó bằng tia laser để nung nóng đến nhiệt độ cực đại là 2300 Kelvin (3680 ¡ã F hoặc 2026 ¡ã C), qua đó mang lại một số tính năng mới rất hữu ích. Quá trình này biến băng thành một lớp phủ xốp, thành phần quan trọng gồm có silicon, oxy và một lượng nhỏ vật liệu kỳ diệu graphene.

Các thí nghiệm sơ bộ trên màng phim cho thấy nó có thể được sử dụng như một lớp bảo vệ cho cụm bộ thu dòng điện, có thể hấp thụ và giải phóng kim loại lithium, đồng thời không cho phép hình thành các nhánh cây có hại. Trong lớp phủ bảo vệ oxit silic được tạo ra bằng tia laser, nhóm nghiên cứu của Đại học Less có thể đã tìm ra cách tận dụng những yếu tố tích cực này, chứ không phải gánh nặng lithium mới tăng lên. Các thí nghiệm cho thấy pin với lớp phủ mới có tuổi thọ gấp ba lần so với các loại pin lithium-ion kim loại "không dư thừa" khác và dự trữ 70% dung lượng sau 60 chu kỳ sạc.

Nhóm nghiên cứu giới thiệu rằng công nghệ này nhanh chóng và an toàn, không sử dụng dung môi và có thể thực hiện ở nhiệt độ phòng. Do đó, người ta rất hy vọng và cho rằng nó có tiềm năng mở rộng quy mô.