Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc vừa mở ra kỷ nguyên mới cho công nghệ pin xe điện bằng cách xử lý được vấn đề nan giải về dendrite trong pin lithium-kim loại. Pin lithium-ion thông thường sạc đầy chỉ đi được tối đa 600 km, trong khi với pin pin lithium-kim loại, quãng đường có thể lên đến 800 km mỗi lần sạc. Hơn nữa, pin lithium-kim loại có tuổi thọ trên 300.000 km và thời gian sạc siêu nhanh chỉ mất 12 phút.

Nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu đột phá (FRL) trong khuôn khổ dự án  hợp tác giữa GS. Hee Tak Kim tại Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) và công ty sản xuất pin (LG Energy Solution), đã phát triển công nghệ “chất điện giải lỏng ức chế kết dính”, giúp tăng đáng kể hiệu suất pin lithium-kim loại. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Energy.

Pin lithium-kim loại thay thế cực dương graphite của pin Lithium-ion bằng lithium kim loại. Tuy nhiên, nhược điểm kỹ thuật của pin là sự hình thành dendrite (tinh thể lithium hình nhánh câ) trong quá trình sạc, dẫn đến làm giảm hiệu suất, rút ngắn tuổi thọ, thậm chí gây đoản mạch nguy hiểm, đặc biệt khi sạc nhanh.

Nguyên nhân chính được xác định là do sự kết dính không đồng đều trên bề mặt lithium kim loại khi sạc nhanh. Để khắc phục, nhóm nghiên cứu đã tạo ra chất điện giải lỏng mới ức chế kết dính, cụ thể là sử dụng cấu trúc anion liên kết yếu với ion lithium (Li⁺), giúp giảm thiểu sự không đồng nhất trên bề mặt lithium, ngăn chặn sự hình thành của dendrite ngay cả khi sạc nhanh.

Công nghệ mới khắc phục nhược điểm về tốc độ sạc chậm của pin lithium-kim loại, nhưng vẫn duy trì mật độ năng lượng cao. Ngoài ra, công nghệ cũng bảo đảm mức độ an toàn và ổn định khi sạc siêu nhanh.

Ông Je-Young Kim tại LG Energy Solution và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Quan hệ hợp tác giữa LG và KAIST trong bốn năm đã mang lại kết quả có ý nghĩa. Chúng tôi sẽ tiếp tục tăng cường hợp tác để vượt qua những thách thức công nghệ và dẫn đầu về pin thế hệ mới”.

Theo GS. Hee Tak Kim tại Khoa Kỹ thuật hóa học và phân tử sinh học thuộc KAIST, nghiên cứu là nền tảng quan trọng để vượt qua rào cản lớn nhất của pin lithium-kim loại, mở đường cho việc ứng dụng pin trong xe điện.

N.P.D (NASTIS), theo Techxplore, 9/2025