Một nhóm các kỹ sư và nhà khoa học vật liệu tại LG Chem, công ty hóa chất lớn nhất Hàn Quốc, đã phát triển một vật liệu mà họ tuyên bố có thể làm giảm đáng kể nguy cơ mất kiểm soát nhiệt và gây ra cháy trong pin. Trong bài báo được công bố trên tạp chí Nature Communications , nhóm mô tả cách họ phát triển vật liệu và hiệu quả hoạt động của nó trong quá trình thử nghiệm.
Sơ đồ cơ chế ngăn ngừa mất kiểm soát nhiệt trong pin thực tế sử dụng lớp gia cố an toàn dựa trên PTh (SRL). Tín dụng: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-52766-9
Trong nhiều năm qua, người tiêu dùng đã chứng kiến hoặc nghe nói về việc pin trong điện thoại thông minh hoặc ô tô bốc cháy. Những vụ cháy này, được phát hiện, là kết quả của sự mất kiểm soát nhiệt, tức là khi cực dương và cực âm bên trong pin ở quá gần nhau, hoặc tệ hơn, thực sự chạm vào nhau.
Kết quả là một đoạn ngắn, tạo ra nhiệt và ngay sau đó dẫn đến hỏa hoạn. Trong nỗ lực mới này, nhóm nghiên cứu tại LG đã phát triển một vật liệu mỏng, khi đặt giữa cực âm và cực thu, có thể ngăn chặn sự mất nhiệt.
Ý tưởng đằng sau vật liệu mới này là ngăn chặn dòng điện bên trong pin nếu pin bắt đầu quá nóng. Việc thêm các cảm biến điện tử sẽ quá cồng kềnh và có thể bị hỏng do nhiệt trước khi ngắt dòng điện.
Nhóm nghiên cứu gợi ý một ý tưởng tốt hơn là đặt một miếng vật liệu dẫn điện mỏng giữa cực dương và cực thu, nơi dòng điện trong pin chạy qua - miếng vật liệu này sẽ tự động ngừng dẫn điện ở một nhiệt độ nhất định.
Vật liệu mới là vật liệu tổng hợp kim loại mà nhóm tại LG gọi là Lớp gia cố an toàn (SRL). Họ đã tạo ra một tấm vật liệu nhỏ chỉ dày một micromet và đặt nó vào một cục pin thông thường rồi thử nghiệm chức năng của nó.
Họ phát hiện ra rằng ngoài điều kiện bình thường, khi nhiệt độ dao động từ 90°C đến 130°C, SRL đóng vai trò như một chất dẫn điện, cho phép dòng điện chạy bình thường. Nhưng khi nhiệt độ tăng lên, điện trở tăng 5.000 ohm trên một độ C, dẫn đến dòng điện giảm. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng điều ngược lại cũng đúng—khi nhiệt độ giảm, điện trở giảm.
Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm pin cải tiến của họ trong điều kiện thực tế. Trong một thử nghiệm như vậy, họ đóng một chiếc đinh vào pin, một động tác hầu như luôn khiến pin bắt lửa, và phát hiện ra rằng với SRL tại chỗ, hoặc là không xảy ra cháy, hoặc là một đám cháy nhỏ bùng lên và tự động dập tắt rất nhanh. Nhóm nghiên cứu cũng đã thử đè pin bằng một vật nặng, một cách chắc chắn khác để khiến pin bắt lửa, và họ đã thu được kết quả tương tự.
Nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục thử nghiệm độ an toàn của SRL ở nhiều kích cỡ và loại pin khác nhau với mục tiêu bán chúng cho các nhà sản xuất pin trong tương lai gần.
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
