Sạc 70% đột phá mới trong vài phút

Pin Lithium là sản phẩm điện tử quen thuộc ngày nay được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay và ô tô điện. Nhưng pin lithium cũng được biết đến với tuổi thọ dài và tuổi thọ ngắn. Mới đây, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nanyang của Singapore (Nanyang Technological University) đã phát triển một loại ấm siêu tốc mới. Pin này có thể được sạc đầy 70% năng lượng trong hai phút và có thể sử dụng trong 20 năm, tức là lâu hơn 10 lần so với pin vào thời điểm đó.

Pin Lithium chủ yếu bao gồm thông tin về điện cực dương (chẳng hạn như lithium coban oxy), chất điện phân và thông tin về điện cực âm (chẳng hạn như graphite). Trong quá trình sạc, các ion liti kết tủa từ mạng tinh thể liti coban-oxy của cực dương và được nhúng vào graphit vảy thông qua chất điện phân. Trong quá trình phóng điện, các ion liti thoát ra khỏi mạng tinh thể graphit vảy và được đưa vào oxy coban liti qua chất điện phân. Pin Lithium còn được gọi là pin ghế bập bênh vì chúng truyền qua lại giữa các điện cực âm và dương trong quá trình sạc và xả. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã và đang phát triển các loại pin lithium mới, đặc biệt là pin lithium-lưu huỳnh dung lượng lớn, pin lithium-oxy và pin nano-silicon, nhưng do thành phần hỗn loạn, giá thành cao, tuổi thọ ngắn nên có nhiều tác dụng. chưa được thăng cấp.

Pin lithium truyền thống không thể được sạc nhanh chóng, chủ yếu là do các đặc tính an toàn của điện cực than chì. Khi pin hoạt động, một màng điện phân rắn được hình thành trên bề mặt điện cực, màng này sẽ chặn bước chân của các ion lithium và làm chậm tốc độ của chúng. Đặc điểm nổi bật của loại pin lithium mới này là nó sử dụng gel ống nano titanium dioxide siêu dài làm cực âm thay vì vật liệu graphite truyền thống. Vật liệu mới này không tạo màng điện phân và các ion liti có thể được đưa vào nhanh chóng, nhờ đó sạc nhanh. Do cấu trúc đặc biệt của nanogel titanium dioxide một chiều, pin mới đã đạt được bước đột phá về tuổi thọ, có thể tái chế hàng chục nghìn lần. Với chi phí một ngày, nó có thể được sử dụng trong hơn 20 năm. Ngoài ra, titanium dioxide (thường được gọi là titanium dioxide) được sử dụng trong nghiên cứu này có chi phí thấp, dễ xử lý, độ lặp lại tốt, độ tin cậy cao và có thể được kết nối liền mạch với công nghệ hiện có và triển vọng ứng dụng công nghiệp của nó là rất rộng.

Pin Lithium ra đời vào những năm 1970. Năm 1991, Sony giới thiệu pin lithium thương mại đầu tiên, đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng. Mặc dù pin lithium đã được sử dụng rộng rãi nhưng tuổi thọ và tuổi thọ của pin vẫn chưa đạt được những đột phá hiệu quả, điều này cũng hạn chế sự phát triển nhanh chóng của xe điện và các ngành công nghiệp khác. Bước đột phá mới này có thể có tác động trên diện rộng trong nhiều lĩnh vực. Trong các thiết bị di động, pin mới có thể ngăn cản việc che chắn bắt buộc đối với một số thiết bị điện tử. Ngành công nghiệp xe điện cũng sẽ được hưởng lợi rất nhiều, không chỉ vì thời gian sạc có thể giảm từ vài giờ xuống còn vài phút, mà còn vì người dùng sẽ không phải thay pin đắt tiền (giá khoảng 10,000 USD) để phát huy hơn nữa lợi ích của xe điện.

Tuy nhiên, tại thời điểm này, sự phát triển của pin lithium đang gặp phải điểm nghẽn: muốn tăng dung lượng thì phải hy sinh tốc độ sạc và vòng đời, khó có thể duy trì dung lượng cao. Trong tương lai, để thay thế acquy, một mặt cần đẩy mạnh nghiên cứu các tính năng an toàn như chất điện phân rắn và bán rắn, mặt khác cần đẩy nhanh nghiên cứu phát triển các loại công suất lớn. dữ liệu cathode để đạt được bước đột phá về mật độ năng lượng của pin lithium. Tóm lại, dữ liệu điện cực và điện cực dương, âm của pin phải kết hợp với nhau để tạo ra sự tiến bộ hơn về mặt hình thức và dung lượng.