Một nhóm các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Deakin của Úc cho biết họ đã tìm ra một phương pháp sử dụng vật liệu polyme công nghiệp thông thường để tạo ra chất điện phân rắn, mở ra cánh cửa cho khả năng phát triển pin lithium trạng thái rắn mật độ kép không gây cháy nổ hoặc bắt lửa nếu gặp nhiệt độ cao.

TS. Fangfang Chen và TS. Xiaoen Wang thuộc Viện Vật liệu biên giới, đại học Deakin tuyên bố họ đã tạo ra một bước đột phá với một "minh chứng cụ thể và hữu ích đầu tiên” trong cộng đồng khoa học về khả năng vận chuyển hiệu quả cũng như không sử dụng chất lỏng của chất điện phân rắn trong pin lithium-ion.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học sử dụng vật liệu polymer rắn liên kết yếu với lithium-ion để thay thế các dung môi lỏng dễ bay hơi thường được sử dụng làm chất điện phân trong quá trình sản xuất pin hiện nay. Chất điện phân là một trong ba phần chính của pin. Trên thực tế, chất điện phân lỏng được sử dụng phổ biến nhưng thường gặp sự cố về an toàn vì chúng có đặc điểm là dễ bắt lửa và gây cháy nổ. TS. Chen cho biết: “Công nghệ mới của chúng tôi mở ra một tương lai nơi các thiết bị sử dụng pin có thể được đóng gói an toàn và có thể mang theo trong hành lý xách tay lên các chuyến bay hay di chuyển bằng xe điện mà không phải lo lắng về nguy cơ hỏa hoạn cho hành khách hoặc dịch vụ khẩn cấp như hiện tại".

Nhóm nghiên cứu tin rằng ngoài ưu điểm là đảm bảo tính an toàn cho pin, chất điện phân polymer rắn còn cho phép pin hoạt động với cực dương kim loại lithium. Đây được xem là tin tốt trong “thế giới chạy bằng pin” vì theo mô tả trong tạp chí Xu hướng hóa học, cực dương lithium đóng vai trò "rất quan trọng trong việc phá vỡ nút thắt mật độ năng lượng của hóa học Li-ion hiện tại" - nút thắt cổ chai làm chậm nhịp phát triển của các phương tiện như xe điện, máy bay hay thiết bị điện tử di động.

TS. Wang nhấn mạnh rằng giải pháp mới có thể giúp tăng gấp đôi mật độ năng lượng của pin lithium. Trên thực tế, mật độ năng lượng của pin trên mẫu xe điện Tesla Model 3 chỉ đạt ở mức cao nhất khoảng 250 Wh/kg. Việc tăng mật độ năng lượng lên tới 500 Wh/kg sẽ cho phép mở rộng phạm vi, pin sẽ có nhiều ưu điểm như nhỏ hơn, rẻ hơn và gọn nhẹ hơn rất nhiều.

Nhóm nghiên cứu Deakin cho biết họ chỉ sử dụng loại vật liệu polymer thương mại hiện có. Trong giai đoạn sản xuất công nghiệp ban đầu, các nhà nghiên cứu đã thực hiện thử nghiệm trên pin đồng xu có kích thước tương đương với pin đồng hồ. Tuy nhiên, nhóm hiện đang chuyển sang chế tạo loại pin túi nhỏ thường được sử dụng trong điện thoại di động. Họ cũng cho biết đang tìm kiếm các đối tác thương mại để đưa công nghệ pin trạng thái rắn này ra thị trường.

Kết quả nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Joule.

P.K.L (NASATI), theo https://newatlas.com/science/deakin-solid-state-battery-polymer-electrolyte/, 11/2019