Một loại mới củapin dành cho xe điệnTheo một nghiên cứu gần đây, chúng có thể sống sót lâu hơn trong điều kiện nhiệt độ cực nóng và cực lạnh.

Các nhà khoa học cho biết loại pin này sẽ cho phép xe điện đi được quãng đường xa hơn chỉ với một lần sạc trong điều kiện nhiệt độ thấp – và chúng sẽ ít bị quá nóng hơn trong điều kiện khí hậu nóng.

Điều này sẽ giúp người lái xe điện sạc pin ít thường xuyên hơn, đồng thời mang lại...pinTuổi thọ dài hơn.

Nhóm nghiên cứu người Mỹ đã tạo ra một chất mới có khả năng chịu nhiệt độ khắc nghiệt tốt hơn về mặt hóa học và đang được bổ sung vào pin lithium năng lượng cao.

“Bạn cần hệ thống hoạt động ở nhiệt độ cao trong những khu vực có nhiệt độ môi trường xung quanh có thể lên tới ba chữ số và mặt đường thậm chí còn nóng hơn”, Giáo sư Zheng Chen, tác giả chính của nghiên cứu đến từ Đại học California-San Diego, cho biết.

“Trong xe điện, bộ pin thường được đặt dưới sàn xe, gần với mặt đường nóng. Ngoài ra, pin cũng nóng lên chỉ do dòng điện chạy qua trong quá trình hoạt động.”

“Nếu pin không chịu được quá trình nóng lên ở nhiệt độ cao, hiệu năng của chúng sẽ nhanh chóng suy giảm.”

Trong một bài báo được công bố hôm thứ Hai trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, các nhà nghiên cứu mô tả cách thức thử nghiệm cho thấy pin vẫn giữ được 87,5% và 115,9% dung lượng năng lượng ở nhiệt độ -40 độ C (-104 độ F) và 50 độ C (122 độ F) tương ứng.

Chúng cũng có hiệu suất Coulomb cao, lần lượt là 98,2% và 98,7%, nghĩa là pin có thể trải qua nhiều chu kỳ sạc hơn trước khi ngừng hoạt động.

Điều này là do chất điện giải được tạo thành từ muối lithi và dibutyl ether, một chất lỏng không màu được sử dụng trong một số ngành sản xuất như dược phẩm và thuốc trừ sâu.

Dibutyl ether có tác dụng vì các phân tử của nó không dễ dàng tương tác với các ion lithium khi pin hoạt động và cải thiện hiệu suất của pin ở nhiệt độ dưới 0 độ C.

Thêm vào đó, dibutyl ether có thể dễ dàng chịu được nhiệt độ cao ở điểm sôi 141 độ C (285,8 độ F), có nghĩa là nó vẫn ở dạng lỏng ở nhiệt độ cao.

Điều làm cho chất điện giải này trở nên đặc biệt là nó có thể được sử dụng với pin lithium-sulfur, loại pin có thể sạc lại và có cực dương làm bằng lithium và cực âm làm bằng sulfur.

Anode và catốt là các bộ phận của pin mà dòng điện chạy qua.

Pin lithium-sulfur là một bước tiến quan trọng trong công nghệ pin xe điện vì chúng có thể lưu trữ năng lượng trên mỗi kilogram cao gấp đôi so với pin lithium-ion hiện nay.

Điều này có thể tăng gấp đôi phạm vi hoạt động của xe điện mà không làm tăng trọng lượng.ắc quyĐóng gói hành lý mà vẫn tiết kiệm chi phí.

Lưu huỳnh cũng dồi dào hơn và gây ít tác động đến môi trường và con người hơn so với coban, chất được sử dụng trong cực âm của pin lithium-ion truyền thống.

Thông thường, có một vấn đề với pin lithium-lưu huỳnh – cực âm lưu huỳnh phản ứng quá mạnh đến nỗi chúng bị hòa tan khi pin hoạt động và tình trạng này càng trở nên tồi tệ hơn ở nhiệt độ cao.

Và các cực dương kim loại lithi có thể tạo thành các cấu trúc hình kim gọi là dendrite, có thể đâm xuyên các bộ phận của pin và gây đoản mạch.

Do đó, những loại pin này chỉ có tuổi thọ tối đa vài chục chu kỳ sạc.

Chất điện phân dibutyl ether do nhóm nghiên cứu UC-San Diego phát triển khắc phục được những vấn đề này, ngay cả ở nhiệt độ cực cao.

Các loại pin mà họ thử nghiệm có tuổi thọ chu kỳ sạc/xả dài hơn nhiều so với pin lithium-sulfur thông thường.

“Nếu muốn có loại pin có mật độ năng lượng cao, thông thường bạn cần sử dụng các phương pháp hóa học rất khắc nghiệt và phức tạp,” Chen nói.

“Năng lượng cao có nghĩa là nhiều phản ứng xảy ra hơn, điều đó có nghĩa là độ ổn định thấp hơn, sự phân hủy diễn ra nhiều hơn.”

“Việc chế tạo một loại pin năng lượng cao có độ ổn định tốt đã là một nhiệm vụ khó khăn – việc thực hiện điều này trong phạm vi nhiệt độ rộng lại càng thách thức hơn.”

“Chất điện phân của chúng tôi giúp cải thiện cả phía cực âm và cực dương, đồng thời cung cấp độ dẫn điện cao và độ ổn định giao diện.”

Nhóm nghiên cứu cũng đã cải tiến cực âm lưu huỳnh để tăng độ ổn định bằng cách ghép nó với một loại polymer. Điều này giúp ngăn chặn lưu huỳnh hòa tan thêm vào chất điện giải.

Các bước tiếp theo bao gồm nâng cấp công nghệ hóa học của pin để nó hoạt động ở nhiệt độ cao hơn nữa và sẽ kéo dài hơn nữa tuổi thọ chu kỳ.