Vật liệu tổng hợp lithium tăng cường hiệu suất và độ an toàn của pin sạc lithium thế hệ tiếp theo
của Hội đồng nghiên cứu khoa học và công nghệ quốc gia
Quy trình này bao gồm nhào cơ học lá lithium và các hạt LLZO. Các hạt LLZO được đặt lên trên lá lithium, sau đó được gấp đôi và ép phẳng bằng máy ép lăn. Chu trình gấp và ép này được lặp lại nhiều lần (nhóm nghiên cứu đã lặp lại 30 lần) để tạo ra vật liệu tổng hợp trong đó các hạt lithium và LLZO được trộn đều. Nguồn: Viện nghiên cứu công nghệ hóa học Hàn Quốc (KRICT)
Trong bối cảnh toàn cầu theo đuổi các giải pháp pin thứ cấp thế hệ tiếp theo để thay thế công nghệ lithium-ion hiện tại, các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã tiên phong trong việc tạo ra vật liệu tổng hợp lithium giúp tăng cường đáng kể cả độ an toàn và tuổi thọ, đạt độ bền cao hơn gấp ba lần so với các vật liệu hiện có.
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Do-Yeob Kim từ Viện nghiên cứu công nghệ hóa học Hàn Quốc (KRICT) đứng đầu đã công bố một vật liệu tổng hợp lithium mới có khả năng ổn định sự phát triển của lithium, khắc phục hiệu quả sự phát triển không kiểm soát của kim loại lithium bên trong pin, vốn trước đây đã làm giảm hiệu suất và độ an toàn.
Những phát hiện này được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials.
Vật liệu tổng hợp lithium có độ ổn định cao này được định hướng để thúc đẩy đáng kể quá trình phát triển pin lithium-kim loại, lithium-lưu huỳnh và lithium-không khí. Bằng cách ngăn chặn sự phát triển của lithium dạng dendrit, một rào cản phổ biến đối với quá trình phát triển pin an toàn và hiệu suất cao, vật liệu tổng hợp mới này giải quyết một trong những thách thức quan trọng nhất trong công nghệ pin thế hệ tiếp theo.
Hiện nay, than chì là vật liệu anot chính chiếm ưu thế trong pin lithium-ion do giá cả phải chăng và an toàn. Tuy nhiên, do mật độ năng lượng thấp hơn và dung lượng hạn chế của than chì, kim loại lithium là một giải pháp thay thế lý tưởng cho anot trong pin lithium thế hệ tiếp theo.
Không giống như pin lithium-ion thông thường, vốn dựa vào cấu trúc than chì ổn định để lưu trữ các ion lithium, pin lithium-kim loại tích tụ lithium trực tiếp trên bề mặt kim loại, tạo thành "các dendrit lithium". Các dendrit này có thể làm giảm hiệu suất pin, gây ảnh hưởng đến tính an toàn và trong trường hợp nghiêm trọng, có thể dẫn đến đoản mạch và nổ pin.
Mẫu in thu được từ nhựa với a) chất liên kết ngang thông thường, không chức năng và b) chất liên kết ngang HABI. c) Hình ảnh phóng đại thu được bằng kính hiển vi quang học. Nguồn: Viện nghiên cứu công nghệ hóa học Hàn Quốc (KRICT)
Nhóm của Tiến sĩ Kim đã giới thiệu một vật liệu tổng hợp lithium thúc đẩy sự phát triển đồng đều của lithium trong khi tạo điều kiện cho quá trình vận chuyển ion. Vật liệu tổng hợp được chế tạo bằng phương pháp cải tiến liên quan đến việc pha trộn vật lý lithium với vật liệu điện phân (Al-doped Li7La3Zr2O12 [Al-LLZO]), thay vì dựa vào quá trình xử lý ở nhiệt độ cao.
Các cuộc thử nghiệm đã xác nhận rằng vật liệu tổng hợp không chỉ làm giảm sự phát triển của dendrit mà còn kéo dài tuổi thọ pin hơn gấp ba lần so với kim loại lithium thông thường, chứng minh hiệu suất ổn định trong hơn 250 chu kỳ sạc-xả mà không bị mất dung lượng đáng kể. Ngoài ra, tốc độ sạc tăng hơn 20% trong các điều kiện cụ thể.
Công nghệ của KRICT hiện đang được ứng dụng trong pin lithium-kim loại và lithium-lưu huỳnh và đã cho thấy kết quả khả quan về khả năng mở rộng và ứng dụng pin túi định dạng lớn, cho thấy tiềm năng thương mại của nó.
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
