Tim ra giải pháp tăng tốc độ sạc pin lithium-ion

Các nhà phân tích ngành ô tô cho rằng, một trong những đặc điểm kìm hãm sự chuyển đổi rộng rãi từ xe chạy bằng xăng sang xe chạy bằng năng lượng điện là thời gian cần để sạc lại pin quá dài.

Thực tế khai thác sử dụng, một xe ô tô điện Tesla mất gần 1 giờ để sạc pin từ 40% lên 80%. Trong nghiên cứu mới này, nhóm nhà khoa học đã tìm cách giải quyết một trở ngại chính để sạc pin nhanh hơn và thực hiện sửa đổi pin để tăng tốc độ sạc. Công trình nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Science Advances .

Một trong những điểm nghẽn chính để tăng tốc độ sạc là cực dương của pin. Hầu hết cực dương đều làm bằng graphite và được tổ chức từ một loại bùn nhão phi trật tự, không hiệu quả để truyền dòng điện. Trở ngại này ngoài sự sắp xếp phi trật tự, còn có vấn đề về kích thước khoảng cách giữa các hạt vật liệu.

Giải quyết trở ngại này, đầu tiên nhóm nghiên cứu chạy các mô hình lý thuyết cấp hạt nhắm tối ưu hóa sự phân bố không gian phân tách giữa các hạt có kích thước khác nhau và độ xốp của điện cực.

Sử dụng kết quả từ các mô hình, nhóm nghiên cứu tiến hành một số thay đổi đối với cực dương bằng than chì tiêu chuẩn. Nhóm nghiên cứu tráng cực dương bằng đồng, thêm các dây nano đồng vào hỗn hợp bùn đặc. Sau đó gia nhiệt và làm lạnh cực dương, nén hỗn hợp bùn thành một vật liệu có trật tự.

Nhóm nghiên cứu gắn cực dương vào pin lithium-ion tiêu chuẩn và sau đó đo lượng thời gian cần sạc. Kết quả cho thấy có thể sạc pin đạt 60% chỉ trong 5,6 phút (pin tiêu chuẩn chỉ đạt được 40%) và đạt 80% chỉ trong 11,4 phút.

Nhóm không kiểm tra xem cần bao lâu để sạc đầy 100% pin vì các loại pin lithium-ion không sạc đầy để tránh nổ. Các nhà khoa học không báo cáo đã phát triển các ước tính như thế nào để xác định tỷ lệ đồng thêm vào các cực dương để tăng tốc độ sạc của pin.