Công nghệ pin mới giúp sạc đầy chỉ sau một phút

Một trong những biện pháp để cải thiện thời lượng pin trên các thiết bị di động ngày nay đó là tăng dung lượng của pin, tuy nhiên điều này cũng kéo theo nhược điểm đó là thời gian để sạc đầy pin sẽ dài hơn. Để khắc phục điều này, công nghệ sạc pin nhanh đã được phát triển tuy nhiên thời gian sạc pin vẫn chưa thực sự được cải thiện đáng kể.

Mới đây các nhà khoa học của trường Đại học Stanford vừa công bố pin thế hệ mới, được gọi là pin nhôm (aluminum battery), sử dụng nhôm-ion để thay thế cho lithium-ion như hiện nay. Không chỉ giúp giá thành rẻ hơn, nhôm-ion còn cho hiệu suất cao hơn và an toàn hơn pin lithium-ion khi không bị bất ngờ bốc cháy hay phát nổ khi bị hư hỏng.

“Thế hệ pin mới của chúng tôi không bắt lửa, ngay cả khi bạn khoan vào nó”, Dai Hongjie, Giáo sư hóa học của Stanford, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. 

Đặc biệt, ưu điểm lớn nhất là pin nhôm do các nhà khoa học Stanford phát triển đó là có tốc độ sạc siêu tốc, cho phép sạc đây thỏi pin chỉ trong vòng 1 phút.

Trên thực tế nghiên cứu về pin nhôm-ion không phải là mới, tuy nhiên vẫn luôn gặp hạn chế khi cần tìm kiếm một vật liệu phù hợp cho cực âm và cực dương trên pin nhằm duy trì hoạt động của pin lặp đi lặp lại sau nhiều chu kỳ xả và sạc. Với nghiên cứu của mình, các nhà khoa học Stanford đã sử dụng than chì làm các âm cho pin.

“Chúng tôi đã vô tình phát hiện ra một giải pháp cho vấn đề này, đó là sử dụng than chì”, Dai Hongjie cho biết thêm.

Kết quả là pin do các nhà khoa học Stanford phát triển có thể tồn tại sau 7.500 vòng sạc mà không mất đi hiệu suất. Con số này hiệu quả hơn so với 100 chu kỳ sạc của các nguyên mẫu pin nhôm khác được nghiên cứu hiện nay và hiệu quả hơn chu kỳ sạc 1000 của các loại pin lithium-ion đang được sử dụng hiện nay.

Nguyên mẫu pin nhôm được phát triển bởi đội ngũ của Giáo sư Dai kết hợp một cực dương bằng nhôm và một cực âm bằng than chì, bên trong là một chất điện phân lỏng ion, điều này đồng nghĩa với pin có khả năng thiết kế linh hoạt. Đây là tính năng hấp dẫn đối với các công ty điện tử, khi có thể thiết kế pin mỏng xuống hoặc uống cong pin để phù hợp với thiết kế sản phẩm của mình.

Tuy nhiên, pin nhôm của các nhà khoa học Stanford vẫn tồn tại các hạn chế cần được khắc phục. Cụ thể nguyên mẫu của loại pin nhôm này chỉ sản xuất được điệp áp 2V, thấp hơn điệp áp 3,6V từ các loại pin lithium thông thường. Ngoài ra, loại pin này chỉ chứa được 40W/kg so với 100 đến 260W/kg của các loại pin lithium khác.

Trước những hạn chế còn gặp phải này, các nhà khoa hộc Stanford tin tưởng rằng họ có thể khắc phục được trong thời gian sắp tới.

“Cải thiện vật liệu cực âm có thể làm tăng mật độ điện áp và năng lượng”, Giáo sư Dai chia sẻ. “Nếu khắc phục được điều này, pin của chúng tôi sẽ là loại pin mà mọi người hằng mơ ước: điện áp ổn định, an toàn, tốc độ sạc nhanh, linh hoạt và vòng đời dài”.