Công nghệ pin mới giúp xe điện chạy 800 km chỉ với 12 phút sạc
Các nhà khoa học Hàn Quốc phát triển chất điện phân đột phá, giúp pin lithium-kim loại sạc nhanh trong 12 phút, chạy 800 km và kéo dài tuổi thọ xe điện.
Đột phá pin lithium-kim loại
Một nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) vừa công bố công nghệ pin thế hệ mới, có thể giúp xe điện di chuyển tới 800 km chỉ sau 12 phút sạc. Thành tựu này được kỳ vọng sẽ mở ra bước ngoặt lớn trong ngành công nghiệp xe điện vốn đang đối mặt với rào cản về pin sạc chậm và tuổi thọ hạn chế.
Trong báo cáo trên tạp chí Nature Energy, giáo sư Hee Tak Kim và các cộng sự cho biết họ tập trung vào việc phát triển pin lithium-kim loại – loại pin có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với pin lithium-ion truyền thống. Điểm khác biệt chính nằm ở việc sử dụng kim loại lithium thay cho graphite tại cực âm, giúp tăng lượng điện lưu trữ trong cùng một thể tích.
Tuy nhiên, pin lithium-kim loại lâu nay vấp phải vấn đề “dendrite” – các tinh thể hình nhánh mọc trên bề mặt cực âm trong quá trình sạc. Dendrite không chỉ làm giảm dung lượng pin mà còn gây nguy cơ đoản mạch và cháy nổ, đặc biệt khi sạc nhanh. Nhóm KAIST xác định nguyên nhân là do ion lithium lắng đọng không đều trên bề mặt, tạo ra những điểm yếu cho dendrite phát triển.
Để khắc phục, các nhà khoa học đã phát triển một loại chất điện phân lỏng mới, có cấu trúc hóa học đặc biệt giúp các ion phân bố đồng đều trên bề mặt kim loại lithium. Nhờ vậy, quá trình hình thành dendrite được ngăn chặn, pin có thể sạc nhanh và bền bỉ hơn nhiều lần so với các nghiên cứu trước đây.
Sạc siêu tốc, tuổi thọ dài và tiềm năng thương mại hóa
Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu cho thấy pin mới có thể sạc từ 5% lên 70% trong vòng 12 phút và duy trì hiệu suất ổn định qua 350 chu kỳ sạc. Một phiên bản dung lượng cao hơn còn đạt 80% chỉ trong 17 phút với 180 chu kỳ, cho thấy công nghệ này hoàn toàn khả thi để ứng dụng thực tế.
Theo tính toán, bộ pin có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng hơn 300.000 km, đồng thời mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái nhờ phạm vi di chuyển vượt trội. Đây là lợi thế lớn so với nhiều dòng pin thương mại hiện nay, vốn chỉ cho phép xe chạy trung bình 300–500 km cho mỗi lần sạc.
Giáo sư Kim nhận định: “Công nghệ mới không chỉ khắc phục hạn chế sạc chậm mà còn giữ được mật độ năng lượng cao, mở rộng đáng kể phạm vi di chuyển và đảm bảo độ an toàn của pin khi sạc nhanh”.
Trong bối cảnh thị trường xe điện toàn cầu đang bùng nổ, nhu cầu pin hiệu suất cao ngày càng tăng mạnh. Các hãng xe lớn như Tesla, Hyundai hay Toyota đều đang chạy đua nghiên cứu pin thế hệ mới để tạo lợi thế cạnh tranh. Công nghệ của KAIST, nếu được thương mại hóa, có thể giúp Hàn Quốc trở thành trung tâm sản xuất pin hàng đầu, cạnh tranh trực tiếp với Trung Quốc – quốc gia hiện nắm giữ hơn 60% chuỗi cung ứng lithium toàn cầu.
Nhóm nghiên cứu cho biết sẽ tiếp tục tối ưu thiết kế pin, cải thiện quy trình sản xuất và hợp tác với doanh nghiệp để hướng tới sản xuất hàng loạt trong những năm tới.