Đột phá công nghệ DEER giúp khôi phục 95% dung lượng pin lithium cũ không cần tái chế

Các nhà khoa học tại Đại học Cornell phát triển phương pháp DEER giúp hồi sinh pin lithium-ion về trạng thái gần như mới, cắt giảm 56% chi phí sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm.

Việc tái chế pin lithium-ion hiện nay thường đòi hỏi quy trình tháo dỡ phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng và gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Cornell vừa công bố phương pháp mới mang tên Direct Electrode-to-Electrode Regeneration (DEER), cho phép khôi phục dung lượng pin cũ lên tới 95% mà không cần nghiền nát hay tháo rời hoàn toàn.

Cơ chế DEER: Hồi sinh pin bằng cách xử lý lớp SEI

Nguyên nhân chính khiến pin lithium-ion bị chai sau hàng trăm chu kỳ sạc là do sự tích tụ của lớp giao diện điện phân rắn (Solid Electrolyte Interphase - SEI). Ở trạng thái lý tưởng, một lớp SEI mỏng là cần thiết để bảo vệ pin. Tuy nhiên, theo thời gian, lớp này dày lên đáng kể, làm tăng điện trở nội và làm tiêu hao dung lượng thực tế của pin.

Công nghệ DEER tiếp cận vấn đề này một cách trực tiếp bằng cách ngâm pin vào một dung dịch điện hóa đặc biệt. Dung dịch này có khả năng hòa tan lớp SEI dư thừa tích tụ trên các điện cực. Điểm khác biệt lớn nhất của DEER so với các phương pháp truyền thống là nó giữ nguyên cấu trúc vật lý của pin, tránh được quy trình nghiền nát và tách lọc hóa chất độc hại.

Phương pháp mới hứa hẹn kéo dài tuổi thọ của pin lithium.

Phương pháp mới hứa hẹn kéo dài tuổi thọ của pin lithium.

Hiệu quả vượt trội và khả năng tái sử dụng nhiều lần

Trong các thử nghiệm thực tế, những viên pin được xử lý qua quy trình DEER đã khôi phục được tới 95% dung lượng ban đầu. Đáng chú ý hơn, phương pháp này còn phủ một lớp bảo vệ mỏng lên điện cực để làm chậm quá trình thoái hóa trong tương lai. Kết quả cho thấy, sau lần tái tạo thứ hai, pin vẫn giữ được khoảng 90% dung lượng, chứng minh khả năng kéo dài vòng đời sản phẩm thêm nhiều lần.

So sánh phương pháp DEER và tái chế truyền thống

Lợi ích kinh tế và triển vọng cho xe điện

Bên cạnh hiệu quả kỹ thuật, phương pháp DEER còn mang lại lợi ích kinh tế khổng lồ. Các phân tích chỉ ra rằng quy trình này có thể cắt giảm tới 56% chi phí sản xuất pin tái chế. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nhu cầu về xe điện (EV) và các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn đang tăng cao, nơi chi phí pin luôn là rào cản lớn nhất.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục mở rộng công nghệ để xử lý các dạng hư tổn khác của pin, chẳng hạn như tình trạng thất thoát lithium. Mục tiêu dài hạn là biến DEER thành một quy chuẩn bền vững, giúp việc bảo trì và tái chế pin trở nên nhanh chóng, rẻ tiền và thân thiện với môi trường hơn bao giờ hết.

PHỐ HỘI

Nguồn Đà Nẵng: https://baodanang.vn/dot-pha-cong-nghe-deer-giup-khoi-phuc-95-dung-luong-pin-lithium-cu-khong-can-tai-che-3342185.html