Các nhà khoa học tại Đại học Harvard đã phát triển một loại pin kim loại lithium thể rắn mới dành cho xe điện, dự kiến ​​sẽ được sạc đầy trong vòng 3 phút và có tuổi thọ 20 năm. Một bài báo liên quan gần đây đã được xuất bản trên tạp chí Nature.

Giờ đây, công ty khởi nghiệp Adden Energy đã thông báo rằng họ đã nhận được giấy phép công nghệ độc quyền từ Văn phòng Phát triển Công nghệ của Đại học Harvard để thúc đẩy thương mại hóa công nghệ này, với mục tiêu thu nhỏ pin thành một “pin bỏ túi” có kích thước bằng lòng bàn tay với các thành phần được gói gọn trong nhôm trong màng phủ.

Loại pin này sử dụng lithium ở dạng kim loại nguyên chất chứ không phải lithium-ion hiện đang được sử dụng trong pin xe điện trên thị trường. Trong khi đó, "trạng thái rắn" đề cập đến việc sử dụng các điện cực rắn và chất điện phân rắn, chứ không phải là chất điện phân lỏng hoặc gel polyme có trong pin lithium-ion.

Trong phòng thí nghiệm, pin nguyên mẫu của nhóm có thể được sạc lại nhanh chóng trong vòng 3 phút và có thể quay vòng hơn 10.000 lần trong suốt vòng đời của nó. Các nhà nghiên cứu cho biết hiện tại, ngay cả những loại pin tốt nhất cũng chỉ có 2.000-3.000 chu kỳ sạc và công nghệ này có thể là một "người thay đổi cuộc chơi".

Thiết kế mới lạ và tinh vi của loại pin mới này được lấy cảm hứng từ món bánh sandwich cổ điển của Anh. So với pin lithium-ion truyền thống, pin kim loại lithium có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong cùng một thể tích, trong khi thời gian sạc ít hơn nhiều so với pin lithium-ion truyền thống. Nhưng chúng dễ dàng hình thành "dây gai" - cấu trúc giống như cây nhỏ và cứng. Các đuôi gai phát triển trong tế bào và các phần nhô ra giống như kim được gọi là đuôi gai. Những cấu trúc này phát triển trong chất điện phân giống như rễ và xuyên qua hàng rào ngăn cách cực dương và cực âm, có khả năng khiến pin bắt lửa.

Cấu trúc đa lớp giống như bánh sandwich ngăn chặn sự hình thành dendrite. Nếu bạn tưởng tượng pin như một chiếc bánh sandwich, đầu tiên là một lớp bánh mì (cực dương kim loại lithium), sau đó là rau diếp (lớp phủ than chì), sau đó là một lớp cà chua (chất điện phân thứ nhất) và một lớp thịt xông khói (chất điện phân thứ hai), Cuối cùng là một lớp cà chua khác và mẩu bánh mì cuối cùng (cực âm). Trong thiết kế này, đuôi gai phát triển ở "xà lách" và "cà chua" nhưng dừng lại ở "thịt xông khói". Rào cản "thịt xông khói" ngăn các sợi nhánh đi qua và rút ngắn tế bào, ngăn ngừa sự cố.

Ngoài ra, pin có khả năng tự phục hồi, nghĩa là tính chất hóa học của nó cho phép nó lấp đầy các lỗ rỗng do đuôi gai tạo ra.

Công ty khởi nghiệp cho biết sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ lưu trữ năng lượng sạch là rất quan trọng để chống biến đổi khí hậu. Chỉ riêng điện khí hóa phương tiện toàn cầu được ước tính sẽ giảm 16% lượng khí thải nhà kính toàn cầu và "mẫu pin mới" này được coi là chìa khóa để đạt được mục tiêu này.