Thiết kế pin mới giúp sạc ô tô điện trong 10 phút

Thiết kế pin lithium-ion mới - Ảnh: Chao-Yang Wang

Rào cản khiến ô tô điện kém hấp dẫn với người tiêu dùng là thời gian nạp năng lượng (sạc pin) lâu hơn nhiều so với các phương tiện chạy bằng xăng dầu. Vì vậy, thiết kế pin lithium-ion mới giúp rút ngắn 2/3 thời gian sạc có thể là chìa khóa giúp mở rộng thị trường xe điện trong tương lai.

Các nhà khoa học cho biết, chỉ cần 10 phút sạc với loại pin mới này, phương tiện có thể có đủ điện để chạy liên tục quãng đường từ 322-480 km.

Trưởng nhóm nghiên cứu Chao-Yang Wang cho biết tốc độ sạc như vậy đòi hỏi pin phải có khả năng nạp nhanh chóng 400 kilowatt điện. Các pin lithium-ion hiện có trên thị trường không thể làm được điều này vì ở nhiệt độ 20-30°C, tốc độ sạc quá nhanh có thể gây ra hiện tượng mạ lithium, tức sự hình thành của lớp cặn lithium kim loại xung quanh cực dương, khiến tuổi thọ và hiệu suất của pin giảm đáng kể chỉ sau 60 lần sạc. 

Trong khi pin lithium thông thường được sạc và xả ở cùng nhiệt độ, các nhà nghiên cứu nhận thấy họ có thể tránh vấn đề mạ lithium nhờ phương án sạc pin ở nhiệt độ cao 60 độ C trong vài phút, sau đó xả ở nhiệt độ thấp hơn.

Để giảm thời gian tăng nhiệt cũng như bảo đảm nhiệt độ của pin là đồng nhất, các nhà khoa học đã trang bị cho pin một cấu trúc niken với khả năng tự nóng lên trong vòng 30 giây. Trong các thử nghiệm công bố, nhóm nghiên cứu cho biết pin của họ có thể trải qua 1.700 lần sạc/xả mà không giảm hiệu suất hoạt động.

Thiết kế pin mới được đánh giá là một bước đột phá công nghệ, tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết có thể mất vài năm đến một thập kỷ mới có thể đưa sản phẩm ra thị trường. Họ cần thêm thời gian để bảo đảm việc làm nóng pin trong quá trình sạc ngắn là an toàn và ổn định, không dẫn đến các vụ nổ năng lượng.