Phát triển loại pin lithium có thể hoạt động ở những nhiệt độ khắc nghiệt nhất

VIETQ 08:54 11/07/2022

Trong nghiên cứu mới nhất về thế hệ pin tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã chứng minh một loại pin lithium không chỉ có thể hoạt động ở nhiệt độ lạnh cóng và nóng như thiêu đốt, mà còn có thể lưu trữ

Năm ngoái, một bước đột phá thú vị từ cùng một nhóm các nhà nghiên cứu, bắt nguồn từ khả năng điều khiển chuyển động của các ion trong pin lithium. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi một dung dịch điện phân được sáng tạo lại, dung dịch này chuyển các ion lithium giữa hai điện cực của pin, cực âm và cực dương.

Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy thành công với một chất điện phân hình thành các liên kết yếu hơn với các ion lithium, cho phép phân phối chúng đồng đều hơn trong quá trình sạc. Chất điện phân liên kết yếu này được tích hợp vào một pin lithium thử nghiệm với cực dương kim loại mật độ cao và cực âm gốc lưu huỳnh có thể hoạt động ở nhiệt độ dưới 0 mà vẫn giữ được phần lớn dung lượng của nó.

Bằng cách tiếp tục thử nghiệm với công thức điện phân của nó, các nhà khoa học hiện đã phát triển một phiên bản hoạt động ở đầu kia của quang phổ. Chất điện phân mới có muối lithium và ete dibutyl, một hợp chất hóa học có điểm sôi 141 ° C (286 ° F), cho phép chất điện phân ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ cao.

Pin chuẩn bị thử nghiệm ở nhiệt độ dưới 0.

Trong các thí nghiệm bằng chứng về khái niệm với chất điện phân này, pin có thể giữ lại 87,5% dung lượng ở -40 ° C (-40 ° F) và 115,9% dung lượng ở 50 ° C (122 °) F. Họ cũng chứng minh hiệu suất Coulombic cao trên 98 phần trăm ở những nhiệt độ này, liên quan đến khả năng xử lý nhiều chu kỳ sạc hơn trước khi kết thúc vòng đời.

Pin có khả năng hoạt động ở nhiệt độ lạnh có thể làm cho các loại xe điện có phạm vi hoạt động lớn hơn ở vùng khí hậu lạnh. Ngược lại, pin có thể hoạt động an toàn ở nhiệt độ cao hơn có thể loại bỏ nhu cầu về hệ thống làm mát để ngăn quá nhiệt, bên cạnh những ưu điểm khác.

Tác giả nghiên cứu Zheng Chen giải thích: “Bạn cần vận hành ở nhiệt độ cao ở những nơi nhiệt độ môi trường có thể lên tới ba con số và đường xá nóng hơn. . Ngoài ra, pin nóng lên chỉ khi có dòng điện chạy qua trong quá trình hoạt động. Nếu pin không thể chịu được sự nóng lên này ở nhiệt độ cao, hiệu suất của chúng sẽ nhanh chóng bị suy giảm ”.

Chất điện phân của nhóm nghiên cứu tương thích với cực dương kim loại liti mật độ cao và cực âm làm từ lưu huỳnh. Loại pin lithium-sulphur này hứa hẹn sẽ lưu trữ năng lượng gấp đôi so với các loại pin lithium hiện nay, có nghĩa là ô tô điện có phạm vi hoạt động gấp đôi. Ngoài ra, nguồn lưu huỳnh dồi dào hơn và ít có vấn đề hơn so với coban kim loại tương đối hiếm và đắt tiền, được sử dụng trong các cực âm của pin lithium ngày nay, làm giảm bớt sự ô nhiễm cho môi trường.

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết thiết kế của họ mang lại tuổi thọ chu kỳ dài hơn nhiều so với các loại pin lưu huỳnh lithium hiện tại. Hiện hãng đang chuyển trọng tâm sang việc kéo dài tuổi thọ chu kỳ này hơn nữa, cho phép pin hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, và sau đó mở rộng quy mô công nghệ.