Jeff Dahn là nhà khoa học và nhà nghiên cứu nổi tiếng thế giới tại Đại học Dalhousie ở Halifax, Nova Scotia (nơi có những khu vườn công cộng đẹp nhất thế giới). Ông đã ký hợp đồng với Tesla trong nhiều năm để theo đuổi nghiên cứu về pin giúp mang lại tuổi thọ lâu hơn, sạc nhanh hơn, pin rẻ hơn cho xe điện và bộ lưu trữ năng lượng.
Trong khi hầu hết các nhà sản xuất pin đều tập trung vào việc xây dựng các nhà máy sản xuất pin sử dụng công nghệ hiện tại thì Dahn và nhóm các nhà nghiên cứu tâm huyết của ông lại tập trung nhiều hơn vào loại pin mà thế giới sẽ cần trong 5, 10 hoặc 15 năm nữa. Hãy nhớ rằng loại pin này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai.
Giống như động cơ đốt trong địa ngục đã phát triển từ sự khởi đầu thô sơ vào cuối thế kỷ 19 thành một tuyệt tác kỹ thuật có thể đi hàng trăm ngàn dặm mà không cần bảo trì nhiều, pin của ngày hôm nay sẽ giống như ống chân không ngày nay - những điều tò mò về lịch sử từ một thời đã qua.
Năm 2019, Jeff Dahn là một trong những người đầu tiên cho rằng pin xe điện có thể chạy được một triệu dặm trước khi cần thay thế. Hôm nay, ông và các nhà nghiên cứu của mình đã xuất bản một bài báo trên Tạp chí của Hiệp hội Điện hóa cho thấy một loại pin có thể hoạt động trong 100 năm là có thể. Bài báo có tiêu đề khá hấp dẫn là Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 như một giải pháp thay thế ưu việt cho LiFePO4 dành cho pin Li-Ion điện áp thấp có tuổi thọ cao . Chắc chắn đó là một công cụ giúp lật trang và bất kỳ ai chọn tìm hiểu sâu hơn về nó đều được hoan nghênh làm như vậy.
Những độc giả thường xuyên biết tôi gặp khó khăn về toán học và khoa học, nhưng tôi đã dành chút thời gian đọc bài báo và đây là những gì tôi học được. Các nhà nghiên cứu đang tập trung vào một biến thể của pin coban lithium niken mangan (NMC532) thông thường. Điều khác biệt giữa nó với các loại pin tương tự là nó được tối ưu hóa để hoạt động ở mức điện áp 3,8 volt trong khi các loại pin NMC khác sử dụng điện áp 4,2 volt trở lên. Điện áp thấp hơn giúp kéo dài tuổi thọ của pin một cách đáng kể, điều này cho phép Dahn và nhóm của ông cho rằng pin có thể có tuổi thọ hữu ích là 100 năm.
Vậy khi nào Tesla sẽ đưa chúng vào xe sản xuất? Có lẽ không bao giờ. Các nhà nghiên cứu cho biết công thức mới của họ có giá cao hơn pin LFP và có thể không có đặc tính năng lượng cần thiết cho xe điện. Nhưng chúng có thể lý tưởng cho việc lưu trữ năng lượng lâu dài. Nếu vậy, chi phí ban đầu cao hơn sẽ được bù đắp nhiều hơn nhờ tuổi thọ sử dụng được kéo dài hơn rất nhiều. Tất nhiên, nhược điểm là pin mới tiếp tục sử dụng các nguyên liệu thô như niken và coban đang trở nên đắt hơn nhiều, chưa kể đến nhược điểm xã hội liên quan đến việc khai thác coban.
Kết luận
Trong phần kết luận của bài báo khoa học mới nhất này, các nhà nghiên cứu nói,
“Các tế bào NMC532 được cân bằng để hoạt động ở điện áp thấp đã được chuyển đổi thành 3,65 V và 3,80 V để làm cơ sở so sánh với các tế bào LFP có điện thế tế bào tương đương và không có lượng than chì dư thừa đáng kể, giống như trong tế bào chứa NMC thông thường. Ở tất cả các nhiệt độ chu kỳ được xem xét, tế bào NMC532 điện áp thấp mang lại khả năng duy trì công suất vượt trội so với cả tế bào LFP và tế bào NMC532 được cân bằng và hoạt động ở điện áp lên đến 4,20 V.
“Do đó, các thiết kế pin tương tự với vật liệu tương tự sẽ được xem xét cho các ứng dụng đòi hỏi tuổi thọ cao nhất. Trong số nhiều lợi ích, các tế bào này đã được chứng minh là tương thích với các chất điện phân có chứa LiFSI, tránh các vấn đề ăn mòn điện áp cao và mang lại tuổi thọ ở nhiệt độ cao vượt trội hơn rất nhiều so với các tế bào có chất điện phân LiPF6 thông thường.
“Nhìn chung, tế bào NMC532 điện áp thấp vượt quá tế bào LFP về tuổi thọ và mật độ năng lượng thể tích. Điều này cần đảm bảo việc cân nhắc sử dụng khi mật độ năng lượng của tế bào LFP không đủ và tuổi thọ của thiết bị quan trọng hơn chi phí ban đầu. Điều này không ngay lập tức loại bỏ tế bào LFP như một công nghệ lưu trữ khả thi, vì người ta tin rằng chi phí ban đầu và độ an toàn sẽ vẫn vượt trội.”
Đừng sớm tìm kiếm những loại pin này trong khu vực ô tô tại Walmart. Trên thực tế, giống như tất cả các nghiên cứu cơ bản, liệu chúng có thể đưa nó ra khỏi phòng thí nghiệm và đưa vào sản xuất hay không là một câu hỏi mở. Tin tốt là nghiên cứu thuộc loại này đang được tiến hành trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới, điều đó có nghĩa là các loại pin tốt hơn sẽ ra đời. Một ngày nào đó, pin của chiếc Tesla Model 3 2019 của bạn có thể được trưng bày tại Smithsonian và những người trẻ tuổi sẽ ngạc nhiên khi cha mẹ họ thực sự đã lái những chiếc ô tô sử dụng những thiết bị cổ xưa như vậy. Đó là một thế giới mới đầy dũng cảm cho xe điện và bộ lưu trữ pin, và điều tốt nhất vẫn chưa đến.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
