Các nhà khoa học tìm ra cách thay đổi cơ chế của pin lithium-ion, giúp tăng tuổi thọ và tránh tai nạn cháy nổ

Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Trung Quốc vừa mới được công bố trên tạp chí Science Advances. Nghiên cứu này sẽ giúp thay đổi hoàn toàn cơ chế của những viên pin lithium-ion, không chỉ giúp tăng tuổi thọ sử dụng mà còn tránh tai nạn cháy nổ xảy ra.

Các nhà khoa học muốn thay đổi dung dịch điện ly lỏng trong pin thành dung môi dạng rắn hoặc bán rắn, với sự giúp đỡ của một hợp chất hóa học mới có tên là LiPF6. Dung môi mới được tạo ra có dạng gel, ổn định hơn nhiều so với dung môi dạng lỏng.

 Pin lithium-ion mặc dù có ưu điểm là mật độ năng lượng cao, tuy nhiên vẫn tồn tại một nhược điểm lớn chưa thể khắc phục. Đó là sự hình thành của những sợi dendrite sau một thời gian sử dụng.

Các sợi dendrite này mọc ra từ cực dương (lithium) của pin, có tính năng dẫn điện. Các sợi dendrite phá vỡ đường dẫn điện tích thông thường và tạo ra các đường dẫn lộn xộn xuyên suốt cấu trúc pin. Một khi sợi dendrite mọc đủ dài, xuyên qua lớp điện phân và kết nối trực tiếp cực âm với cực dương thì pin sẽ bị đoản mạch.

Nhà nghiên cứu Guo Yuguo của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cho biết: “Sự hình thành các sợi dendrite trong chất điện phân dạng lỏng là không thể kiểm soát được. Do đó việc thay đổi cấu trúc của chất điện phân thành dạng rắn là biện pháp tối ưu duy nhất”.

Theo nhóm nghiên cứu, chất điện phân dạng gel mà họ mới tạo ra nhờ LiPF6 có khả năng loại bỏ hoàn toàn sự hình thành của các sợi dendrite này. Do đó không chỉ tăng tuổi thọ sử dụng của pin lithium-ion, mà còn giúp ngăn chặn những tai nạn cháy nổ có thể xảy ra.

Tham khảo: scmp