Phát hiện bất ngờ mà mọi tài xế xe điện nên biết
Theo một nhóm chuyên gia từ Hàn Quốc, việc để pin lithium-ion 'nghỉ ngơi' có thể là chìa khóa kéo dài tuổi thọ của chúng.
Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng việc sử dụng pin liên tục mà không sạc lại sẽ gây ra hiện tượng suy giảm chất lượng. Vì vậy, nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang đưa ra một mẹo đơn giản: "Đừng dùng pin đến khi cạn kiệt".
Việc để pin lithium-ion “nghỉ ngơi” có thể là chìa khóa kéo dài tuổi thọ.
Các nhà nghiên cứu đã hợp tác với các chuyên gia từ Đại học Sungkyunkwan để tìm hiểu nguyên nhân khiến các bộ pin, vốn cung cấp năng lượng cho xe điện và nhiều thiết bị công nghệ hàng ngày, bị suy giảm. Kết quả chỉ ra một nguyên nhân bất ngờ, trái ngược với quan niệm rằng sự hao mòn xảy ra khi sạc quá mức.
Giáo sư Jihyun Hong cho biết trong báo cáo: "Tác động của việc xả pin - quá trình sử dụng pin thực tế - đã bị bỏ qua phần lớn cho đến nay".
Vấn đề nằm ở cathode, một trong hai điện cực trong tế bào pin. Các ion di chuyển giữa hai điện cực này qua một chất gọi là dung dịch điện phân trong quá trình sạc và xả. Điều đáng ngạc nhiên là các nhà nghiên cứu phát hiện ra hư hỏng xảy ra trong điều kiện vận hành ổn định gần mức cạn kiệt. Vấn đề nằm ở việc oxy "thoát ra" khỏi bề mặt cathode, kết hợp với lithium để tạo thành lithium oxide ở mức khoảng 3 volt. Theo các phát hiện, hợp chất này tạo ra khí gây hại khi tiếp xúc với dung dịch điện phân, dẫn đến sự suy giảm.
Một bức ảnh trong phòng thí nghiệm cho thấy hai tế bào pin dạng túi. Tế bào khỏe mạnh phẳng, trong khi tế bào còn lại bị phồng lên, dấu hiệu của sự tích tụ khí. Tình trạng này nghiêm trọng hơn ở các cathode chứa nhiều nickel hơn so với cobalt đắt đỏ. Sự đánh đổi về chi phí dường như đi kèm với tình trạng tạo khí, làm rút ngắn tuổi thọ của pin. Hiện tượng phồng pin trở nên tồi tệ hơn khi pin gần cạn, báo cáo cho biết thêm.
Khi các bộ pin giàu nickel được xả trong điều kiện sử dụng có kiểm soát, chúng duy trì được hơn 73% dung lượng sau 300 chu kỳ, so với các tế bào "mệt mỏi" chỉ giữ được 3,8% dung lượng sau 250 chu kỳ.
Trong khi công nghệ tiên tiến và các thành phần rẻ hơn liên tục mang lại những bước đột phá về hiệu suất pin, phát hiện này là bằng chứng cho thấy pin có thể được cải thiện thêm. Một ví dụ khác, nghiên cứu từ Đại học Texas cho thấy sự thay đổi nhiệt độ và thói quen sử dụng ảnh hưởng đến tuổi thọ pin của các thiết bị như tai nghe không dây.
Nghiên cứu này mang lại cái nhìn mới về hoạt động bên trong của công nghệ pin, vốn rất quan trọng cho quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng sạch hơn. Pin cải tiến có thể khuyến khích việc sử dụng xe điện nhiều hơn và lưu trữ năng lượng tái tạo hiệu quả hơn. Tất cả những điều này giúp giảm sản xuất khí thải gây hiệu ứng nhà kính, vốn gây hại cho phổi và thậm chí ảnh hưởng đến trí não.
Việc chuyển sang sử dụng xe điện sạch hơn là một cách tuyệt vời để góp phần vào giải pháp. Dữ liệu từ chính phủ Mỹ ước tính mỗi chiếc xe điện giúp ngăn chặn hàng nghìn pound khí thải mỗi năm so với xe chạy xăng. Chưa kể, người dùng có thể thể tiết kiệm đến 1.500 USD mỗi năm cho chi phí nhiên liệu và bảo trì. Ngoài ra, còn có khoản ưu đãi để hỗ trợ việc mua xe.
Pin hiện tại đã cung cấp hiệu suất an toàn, đáng tin cậy và ngày càng được cải thiện. Giờ đây, các chuyên gia từ Hàn Quốc có thể đã tìm ra cách để khai thác thêm tiềm năng từ chúng. "Nghiên cứu này mở ra một hướng quan trọng để phát triển các loại pin bền lâu hơn", Giáo sư Hong chia sẻ trong báo cáo.
