Mặc dù cơ sở hạ tầng sạc xe điện đã được cải thiện trong những năm qua, vấn đề công nghệ sạc vẫn là một thách thức lớn cho ngành xe điện. Trạm sạc Supercharger của Tesla chỉ mất khoảng 15 phút để sạc đầy pin cho quãng đường 280 km, trong khi bộ sạc tường Level 2 tại nhà có thể mất từ 8 đến 10 giờ.
Thời gian sạc pin luôn là nỗi ám ảnh của người dùng xe điện.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) giờ đây đã công bố một bước đột phá có thể giải quyết cả hai vấn đề này. Được phát triển dựa trên mối quan hệ hợp tác với phòng thí nghiệm do LG hỗ trợ, nhóm nghiên cứu đã phát triển một chất điện phân mới nhằm khắc phục hiện tượng hình thành dendrite trong pin lithium. Theo nhóm, kiến trúc pin mới cho phép sạc nhanh hơn, từ đó mở rộng quãng đường di chuyển và kéo dài tuổi thọ pin.
Cụ thể, pin mới có thể cung cấp quãng đường hoạt động lên đến khoảng 750 km nhưng chỉ cần 12 phút để sạc đầy. Hơn nữa, pin này có thể duy trì hiệu suất trong khoảng 290.000 km, một con số ấn tượng theo tiêu chuẩn của Tesla. Vào năm 2023, Tesla cho biết pin trong Model 3 và Y chỉ mất 15% dung lượng sau khi chạy được khoảng 320.000 km.
Trọng tâm của đột phá này nhằm cải tiến vật liệu cực dương và chất điện phân trong pin. Giáo sư Hee Tak Kim từ KAIST cho biết: “Chúng tôi đã vượt qua rào cản lớn nhất trong việc đưa pin lithium-kim loại vào xe điện”. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng sự hình thành dendrite là do quá trình lắng đọng ngẫu nhiên của vật liệu vô cơ trên cực dương lithium là nguyên nhân gây ra nguy cơ đoản mạch khi sạc.
Để khắc phục vấn đề này, nhóm đã phát triển một môi trường mới, được mô tả trong một bài báo trên tạp chí Nature Portfolio, với “chất điện phân lỏng mới ức chế sự kết dính”. Chất điện phân này giúp các ion lắng đọng trên cực dương lithium tạo thành một lớp bề mặt đồng nhất, từ đó giảm thiểu sự hình thành dendrite và tăng cường khả năng sạc pin.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm chất điện phân gốc pyran trong các cell pin dạng túi cho ứng dụng công suất cao. Một loại pin với mật độ năng lượng 321 Wh/kg chỉ mất 12 phút để sạc từ mức cạn đến 70%, trong khi loại pin thứ hai với mật độ năng lượng 386 Wh/kg đạt mức sạc 80% trong 17 phút.
Đây là một bước tiến quan trọng trong công nghệ pin xe điện, hứa hẹn sẽ mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người tiêu dùng trong tương lai.
