Đột phá công nghệ pin lithium từ Trung Quốc với chất điện phân hydrofluorocarbon
Theo phóng viên TTXVN tại Bắc Kinh, các nhà khoa học Trung Quốc đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ pin với việc phát triển thành công một loại chất điện phân mới mang tên hydrofluorocarbon. Thành tựu này được công bố trên Báo Science and Technology Daily, đánh dấu sự đột phá trong công nghệ pin lithium cốt lõi của quốc gia này.
Nâng cao hiệu suất và mật độ năng lượng
Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Học viện Công nghệ Hàng không vũ trụ Thượng Hải (SAST) và Đại học Nankai. Kết quả cho thấy, chất điện phân hydrofluorocarbon mới này có khả năng tăng gấp 2 lần công suất của pin lithium đồng thời cải thiện đáng kể hiệu suất pin ở nhiệt độ thấp. Chất điện phân đóng vai trò như một môi trường kết nối các điện cực âm và dương của pin, hoạt động tương tự một "cao tốc" dẫn truyền ion, quyết định hiệu suất năng lượng, độ ổn định và khả năng thích ứng với nhiệt độ.
Trong khi các chất điện phân truyền thống trên thị trường chủ yếu sử dụng phối tử gốc oxy và nitơ làm dung môi, chúng thường gây cản trở truyền tải điện tích, dẫn đến hạn chế trong việc nâng cao mật độ năng lượng và hiệu suất ở nhiệt độ thấp. Các pin lithium thông thường chỉ đạt mật độ năng lượng khoảng 300 watt-giờ/kg ở nhiệt độ phòng và giảm xuống dưới 150 watt-giờ/kg ở âm 20 độ C.
Khắc phục hạn chế và mở rộng ứng dụng
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển chất điện phân hydrofluorocarbon, giúp giảm đáng kể độ nhớt, tăng cường độ ổn định oxy hóa và tốc độ dẫn ion ở nhiệt độ thấp. Theo nhà nghiên cứu Li Yong từ SAST, thành tựu này cho phép pin lithium đạt mật độ năng lượng vượt 700 watt-giờ/kg ở nhiệt độ phòng và duy trì khoảng 400 watt-giờ/kg ngay cả ở nhiệt độ âm 50 độ C.
Với khả năng lưu trữ năng lượng tăng gấp 2-3 lần hoặc hơn so với pin lithium cùng khối lượng, phạm vi hoạt động của xe điện có thể được mở rộng từ 500-600 km lên hơn 1.000 km. Đáng chú ý, pin vẫn hoạt động bình thường trong điều kiện khắc nghiệt âm 70 độ C, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi.
Triển vọng trên nhiều lĩnh vực
Đột phá công nghệ này hứa hẹn mang lại lợi ích trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong các ứng dụng công nghệ cao, nó có thể cung cấp độ bền và khả năng chịu tải đáng tin cậy cho tàu vũ trụ, thiết bị bay không người lái và robot thông minh hoạt động trong môi trường cực lạnh.
Đối với tiêu dùng thông thường, thành tựu này hứa hẹn mang tới những cải tiến đáng kể về phạm vi hoạt động của xe điện và thời gian chờ của điện thoại thông minh trong điều kiện lạnh. Điều này giúp giải quyết hiệu quả những lo ngại phổ biến về dung lượng pin và khả năng thích ứng với nhiệt độ, góp phần thúc đẩy sự phát triển của giao thông xanh và các thiết bị điện tử tiên tiến.
