Phương pháp "độc nhất vô nhị" này có thể thay đổi ngành xe điện toàn cầu

Công nghệ siêu âm giúp nâng cao độ an toàn cho pin xe điện

Giữa làn sóng phát triển mạnh mẽ của thị trường xe điện, các vấn đề liên quan đến an toàn pin đang ngày càng được quan tâm. Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Drexel (Mỹ) đã đề xuất một phương pháp kiểm tra pin lithium-ion hoàn toàn mới sử dụng công nghệ siêu âm, tương tự như trong các phòng khám thai.

Phương pháp này được kỳ vọng sẽ giải quyết một trong những mối lo lớn nhất đối với người sử dụng xe điện: nguy cơ quá nhiệt và cháy nổ của pin. Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), xe điện sẽ chiếm hơn 25% tổng số ô tô bán ra toàn cầu trong năm nay. Sự bùng nổ này càng khiến các yêu cầu về kiểm soát chất lượng và độ an toàn của pin trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Trên thực tế, hầu hết các pin lithium-ion đều có hiệu suất cao và được sản xuất với tiêu chuẩn an toàn khắt khe. Tuy nhiên, với hàng triệu viên pin được lắp ráp mỗi năm và mỗi xe điện sử dụng đến hàng nghìn cell pin, việc xuất hiện khiếm khuyết là điều khó tránh khỏi.

Trợ lý giáo sư Wes Chang, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Dù tỷ lệ lỗi rất nhỏ, nhưng nếu không được phát hiện, nó có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng trong quá trình sử dụng.” Đó là lý do nhóm nghiên cứu tìm cách sử dụng sóng âm để quan sát trực tiếp bên trong viên pin khi đang vận hành.

Lợi thế lớn trong sản xuất và vận hành

Phương pháp sử dụng siêu âm có nguyên lý hoạt động tương tự như trong y học: các sóng âm được truyền vào bên trong viên pin và tín hiệu phản xạ sẽ cho biết cấu trúc nội tại của nó. Kỹ thuật này giúp phát hiện vết nứt, biến dạng cực âm/dương, hay sự hình thành khí, những dấu hiệu cảnh báo nguy cơ cháy nổ.

So với các phương pháp như chụp X-quang hay kiểm tra phá hủy, siêu âm tỏ ra nhanh chóng, chi phí thấp và có thể áp dụng trong thời gian thực, ngay tại dây chuyền sản xuất hoặc trong các trạm bảo dưỡng, mà không cần tháo rời pin.

Điều này đặc biệt quan trọng khi pin xe điện ngày càng được tích hợp sâu và có cấu trúc phức tạp. Việc kiểm tra không xâm lấn giúp giảm chi phí hậu kiểm và tăng tính khả thi trong ứng dụng đại trà.

Nghiên cứu từ Drexel cũng mở ra cơ hội lớn trong lĩnh vực chuyển đổi năng lượng sạch. Việc tăng cường niềm tin của người tiêu dùng vào sự an toàn của xe điện sẽ là yếu tố quan trọng thúc đẩy người dùng từ bỏ phương tiện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, qua đó góp phần giảm thiểu khí thải nhà kính và ô nhiễm không khí đô thị.

Không chỉ dừng ở đây, nhóm nghiên cứu còn có kế hoạch phát triển phần mềm mã nguồn mở, hỗ trợ tạo ra hình ảnh 3D chi tiết của viên pin và tiếp tục nâng cấp công nghệ để thích ứng với các dòng pin mới có mật độ năng lượng cao hơn.

Bạch Băng