Pin lithium-ion từ lâu đã thống trị thị trường như là nguồn năng lượng cho xe điện. Chúng cũng ngày càng được xem xét để lưu trữ năng lượng tái tạo để sử dụng trên lưới điện. Tuy nhiên, với sự mở rộng nhanh chóng của thị trường này, tình trạng thiếu hụt nguồn cung lithium được dự đoán sẽ xảy ra trong vòng năm đến 10 năm tới.
Bản vẽ minh họa cho phát hiện quan trọng rằng việc giảm tốc độ gia nhiệt trong quá trình chuẩn bị catốt cho pin ion natri đã loại bỏ được vấn đề ứng suất và nứt ở các hạt lõi-vỏ có nồng độ građien. Nguồn: Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne.
Gui-Liang Xu, một nhà hóa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), cho biết: "Pin natri-ion đang nổi lên như một giải pháp thay thế hấp dẫn cho pin lithium-ion do natri có nguồn gốc dồi dào hơn và chi phí thấp hơn".
Cho đến nay, đã có một rào cản nghiêm trọng đối với việc thương mại hóa các loại pin như vậy. Đặc biệt, hiệu suất của catốt chứa natri giảm nhanh chóng khi xả và sạc nhiều lần.
Một nhóm tại Argonne đã có những bước tiến quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này với thiết kế mới cho catốt oxit natri-ion. Thiết kế này dựa chặt chẽ vào thiết kế trước đó của Argonne cho catốt oxit lithium-ion với khả năng lưu trữ năng lượng cao đã được chứng minh và tuổi thọ dài. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology .
Một đặc điểm chính của cả hai thiết kế là các hạt catốt cực nhỏ chứa hỗn hợp các kim loại chuyển tiếp, có thể bao gồm niken, coban, sắt hoặc mangan. Điều quan trọng là các kim loại này không được phân bố đồng đều trong các hạt catốt riêng lẻ. Ví dụ, niken xuất hiện ở lõi; xung quanh lõi này là coban và mangan, tạo thành một lớp vỏ.
Các thành phần này phục vụ các mục đích khác nhau. Bề mặt giàu mangan mang lại cho hạt sự ổn định về mặt cấu trúc trong chu kỳ sạc-xả. Lõi giàu niken cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng cao.
Gui-Liang Xu, một nhà hóa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), cho biết: "Pin natri-ion đang nổi lên như một giải pháp thay thế hấp dẫn cho pin lithium-ion do natri có nguồn gốc dồi dào hơn và chi phí thấp hơn".
Cho đến nay, đã có một rào cản nghiêm trọng đối với việc thương mại hóa các loại pin như vậy. Đặc biệt, hiệu suất của catốt chứa natri giảm nhanh chóng khi xả và sạc nhiều lần.
Một nhóm tại Argonne đã có những bước tiến quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này với thiết kế mới cho catốt oxit natri-ion. Thiết kế này dựa chặt chẽ vào thiết kế trước đó của Argonne cho catốt oxit lithium-ion với khả năng lưu trữ năng lượng cao đã được chứng minh và tuổi thọ dài. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology.
Một đặc điểm chính của cả hai thiết kế là các hạt catốt cực nhỏ chứa hỗn hợp các kim loại chuyển tiếp, có thể bao gồm niken, coban, sắt hoặc mangan. Điều quan trọng là các kim loại này không được phân bố đồng đều trong các hạt catốt riêng lẻ. Ví dụ, niken xuất hiện ở lõi; xung quanh lõi này là coban và mangan, tạo thành một lớp vỏ.
Các thành phần này phục vụ các mục đích khác nhau. Bề mặt giàu mangan mang lại cho hạt sự ổn định về mặt cấu trúc trong chu kỳ sạc-xả. Lõi giàu niken cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng cao.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
