Vơi nỗi lo xe điện cháy nổ với pin lithium kim loại tự dập lửa
Các nhà khoa học Hàn Quốc phát triển thành công pin lithium kim loại dành cho xe điện với nhiều ưu điểm. Trong đó, nổi bật nhất là khả năng tự dập lửa. Đây được xem là bước tiến quan trọng, xua đi nỗi lo cháy nổ pin xe điện, mở ra tương lai an toàn hơn cho ngành công nghiệp ô tô điện toàn cầu.
Dù xe điện bị hỏa hoạn ít hơn xe chạy xăng, dầu, nhưng mỗi khi dòng xe này xảy ra sự cố lại thu hút sự chú ý của dư luận và làm dấy lên mối quan ngại về độ an toàn với dòng xe này. Bởi vấn đề nan giải nằm ở hiện tượng thermal runaway/thoát nhiệt khiến pin lithium-ion cháy âm ỉ trong nhiều giờ và rất khó dập tắt.
Chính những lo ngại về sự an toàn của pin xe điện đã thúc đẩy các nghiên cứu phát triển những dòng pin mới an toàn hơn. Vấn đề dường như đang được giải quyết khi các nhà khoa học ngày càng tiến gần hơn đến việc phát triển thành công các hóa chất có khả năng ngăn ngừa cháy nổ cho pin xe điện. Nghiên cứu của các nhà khoa học đến từ Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST) được công bố trên Tạp chí học thuật Small là một trong số đó.
Tự dập lửa là ưu điểm vượt trội của dòng pin lithium kim loại do các nhà nghiên cứu đến từ Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (Hàn Quốc) phát triển
Theo đó, các nhà nghiên cứu thuộc DGIST đã phát triển thành công pin lithium kim loại với nhiều ưu điểm nổi trội. Loại pin này không chỉ có tuổi thọ cao hơn pin lithium-ion truyền thống mà còn tự dập lửa khi xe bất ngờ bén lửa nhờ chất điện phân polymer rắn.
Cụ thể: Chất điện phân polymer rắn ba lớp được phát triển đặc biệt này cho phép các electron di chuyển tự do giữa các cực dương và cực âm của pin, nên có thể ngăn ngừa hỏa hoạn cũng như tạo điều kiện cho các ion mang điện tích di chuyển nhanh chóng trong các tế bào pin. Nhờ đó, tốc độ truyền năng lượng sẽ nhanh hơn. Theo các nhà nghiên cứu, pin lithium kim loại vẫn giữ được gần 88% dung lượng ban đầu sau 1.000 chu kỳ sạc và xả.
Cấu trúc ba lớp của chất điện phân polymer rắn gia tăng độ an toàn và hiệu suất của pin theo cách để mỗi lớp đảm nhiệm vai trò riêng biệt. Chúng bao gồm hợp chất hóa học decabromodiphenyl etan (DBDPE) có tác dụng ngăn chất điện phân bắt lửa, khoáng chất silicat nhôm (zeolit) giúp tăng cường độ bền của chất điện phân, trong khi muối lithium nồng độ cao (LiTFSI) hỗ trợ sự dịch chuyển của các ion lithium.
Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc tạo ra pin xe điện tự dập lửa và giữ được gần 88% năng lượng sau 1000 chu kỳ
Theo Tiến sĩ Kim Jae-hyun - thành viên chính của dự án, nghiên cứu này sẽ góp phần thúc đẩy quá trình thương mại hóa pin lithium kim loại sử dụng chất điện phân polymer rắn cũng như nâng cao tính ổn định và hiệu quả cho các thiết bị lưu trữ năng lượng. Bởi ứng dụng của loại pin này rất rộng rãi, từ điện thoại thông minh, thiết bị cầm tay đến xe điện và các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk không phải là đơn vị duy nhất phát triển loại pin này. LG Energy Solution cũng phát triển thành công pin xe điện có khả năng ngăn chặn hiện tượng "thoát nhiệt". Theo tiết lộ của công ty này, lớp gia cố an toàn nhạy nhiệt trong bộ pin sẽ hoạt động như một "cầu chì" để ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt ngay từ đầu.
Dù vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển, nhưng đây là tín hiệu tích cực cho thấy ngành công nghiệp xe điện đang nỗ lực nâng cao sự an toàn và niềm tin của người dùng. Trong bối cảnh thị trường xe điện đang phát triển nhanh, các “cơ chế phòng cháy” này được kỳ vọng sẽ thương mại hóa trong một ngày không xa.