Nghiên cứu giúp nhìn sâu vào bên trong viên pin để lí giải vì sao nó phát nổ

Pin năng lượng hiệu suất cao, giống như pin trong máy tính xách tay và điện thoại thông minh của bạn, có thể bị nóng lên, thậm chí gây cháy trong quá trình hoạt động. Một nhóm các nhà nghiên cứu sử dụng kính hiển vi cryo-electron (cryo-EM), một kỹ thuật đã đoạt giải Nobel năm 2017 về hóa học, để chụp các hình ảnh có độ phân giải cao của các nguyên tử trong pin (gọi là dendrites). Những hình ảnh mới này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về nguyên nhân gây ra quá nóng cho các thỏi pin hiệu suất cao và mục tiêu cuối cùng là tạo ra pin an toàn hơn cho người dùng.

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học thuộc Đại học Stanford và Phòng thí nghiệm Gia tốc Accelerator National SLAC của Bộ Năng lượng. Nhóm nghiên cứu đã chụp được những hình ảnh về dendrite đầu tiên. Phương pháp này cho thấy các tinh thể kim loại lithium dài, tinh thể sáu mặt hơn là các hình dạng lỗ, không đều trong các hình ảnh kính hiển vi điện tử trước đây.

Kỹ thuật này cho phép các nhà nghiên cứu đóng băng pin tại bất kỳ thời điểm nào trong chu kỳ xả điện, loại bỏ các thành phần khác nhau và xem điều gì đang xảy ra trên cơ sở nguyên tử. Sau đó, họ có thể làm phim ngừng hoạt động với những hình ảnh khác nhau mà họ chụp. Điều này giúp cung cấp một cái nhìn sâu hơn vào vào tiến trình đang diễn ra bên trong một pin hiệu suất cao mà trước đây chưa phương pháp nào làm được. Nhóm hiện tại đã có thể nhìn thấy cả hai dendrites và chất phủ liên kết điện phân (SEI). Việc kiểm soát sự ổn định SEI là rất quan trọng đối với pin hiệu quả.

Giáo sư và nhà nghiên cứu Yi Cui cho biết: “Với cryo-EM, bạn có thể nhìn vào một chất liệu mỏng manh và không ổn định về mặt hoá học. Loại pin lithium mà chúng tôi nghiên cứu ở đây chỉ là một ví dụ, nhưng đó là một điều thú vị và rất thách thức”.

Tham khảo: Engadget