Công nghệ pin mới bước đầu thành công, tăng thời lượng pin lên gấp 10 lần

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc đại học Stanford – dẫn đầu là nhà nghiên cứu Yi Cui – đã tiến hành phát triển một loại điện cực pin lithium-ion mới có thể hoạt động với 85% công suất sau 6000 chu kì sạc, so sánh với loại pin lithium-ion hiện nay chỉ có 1000 lần sạc. Điện cực mới này cũng có khả năng tăng dung lượng của pin lithium-ion lên gấp 10 lần.

 

 

Trong pin lithium-ion sẽ gồm có một điện cực âm và một điện cực dương được ngăn cách bởi chất điện phân là muối lithium lỏng. Hiện nay, hầu hết các pin lithium-ion sử dụng cực dương làm bằng vật liệu graphite – có dung lượng khoảng 400mAh/gram, có khả năng sản xuất ra nguồn năng lượng lớn. Tuy nhiên, đội ngũ nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo một cực dương làm từ các ống nano silicon với dung lương khoảng 4000 mAh/gram. Hiển nhiên, dung lượng này gấp 10 lần so với dung lượng các pin lithium hiện nay – một nguồn năng lượng vô cùng lớn.

 

 

Một nguyên tử silicon có thể liên kết với 4 ion lithium trong khi đó cần tới 6 nguyên tử cacbon để liên kết với 1 ion lithium, vì thế sử dụng silicon là điện cực giúp tạo ra nguồn điện lớn. Tuy nhiên, với công nghệ hiện nay chúng ta chưa thể tạo nên một điện cực silicon có thể năng tồn tại riêng biệt lớn hơn chu kỳ sạc. Về cơ bản, khi tiến hành sạc điện, silicon sẽ hấp thụ các ion lithium và có thể tăng kích cỡ gấp 4 lần kích thước ban đầu, sau đó trong quá trình phóng điện nó sẽ trở lại kích thước ban đầu. Cuối cùng, sau một vài chuỗi chu kỳ như trên, silicon sẽ tự hủy. Nhưng đối với tấm nano silicon mới được chế tạo thì cần ít nhất 6000 chu kỳ như vậy

 

 

Công việc tiếp theo là đơn giản hóa quá trình sản xuất các ống nano. Qui trình này gồm có bốn bước: bắt đầu với các sợi polymer nano, sau đó là carbon rồi tráng qua silicon và cuối cùng tạo nên pin như hiện tại bằng việc tăng gấp đôi mật độ. Với công nghệ này, thời lượng của pin sẽ tăng lên gấp nhiều lần và khi đó bạn sẽ không còn phải quá lo lắng về dung lượng pin mỗi khi sử dụng điện thoại.