Pin lithium-ion cho xe điện (EV) phải đối mặt với các vấn đề về an toàn và ổn định do bộ phân tách quá nóng, đoản mạch và giảm hiệu suất. Với mục đích giảm thiểu những thiếu sót này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật trùng hợp ghép và phát triển các thiết bị phân tách lớp hạt nano silica cải tiến ổn định nhiệt và bền. Pin có các dải phân cách này an toàn hơn và cho thấy hiệu suất được cải thiện. Sự phát triển này có thể góp phần áp dụng xe điện vào lĩnh vực vận tải khử cacbon.
Pin Lithium-ion có thể sạc lại pin (hoặc pin Li-ion hoặc LIB) đã trở nên cực kỳ phổ biến và có mặt khắp nơi trong ba thập kỷ qua. Do mật độ năng lượng cao, trọng lượng nhẹ và khả năng sạc lại, chúng được sử dụng rộng rãi trong điện thoại di động, máy tính xách tay, thiết bị nghe nhìn, bộ lưu trữ năng lượng và xe cơ giới điện (EV) và đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. LIB thân thiện với môi trường, cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng sạch và góp phần khử cacbon nên kinh tê.
Tuy nhiên, Lithium-ion pin đối mặt với rủi ro an toàn đối với xe điện (EV) và hệ thống lưu trữ năng lượng, chủ yếu do quá nhiệt của bộ tách polyolefin. Các dải phân cách ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa cực âm và cực dương, nhưng chúng sẽ tan chảy khi nhiệt độ tăng lên 160°C do quá nóng. Kết quả là, cực dương và cực âm có thể tiếp xúc trực tiếp thông qua sự hình thành các sợi nhánh Li, do đó gây đoản mạch bên trong, hấp thụ chất điện phân không đủ và giảm hiệu suất.
Đã có những nỗ lực khắc phục nhược điểm này. Việc áp dụng một lớp phủ gốm sứ đã được nghĩ đến nhưng được cho là không phù hợp vì nó làm tăng độ dày của các dải phân cách và giảm độ bám dính.
Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Seoul đã sử dụng kỹ thuật trùng hợp ghép để gắn một lớp silicon dioxide (SiO2) đồng nhất.2) các hạt nano đến máy phân tách polypropylen (PP). Do đó, các thiết bị phân tách được sửa đổi bằng lớp phủ SiO2 có độ dày 200 nm có khả năng chịu nhiệt tốt hơn và ngăn chặn sự hình thành dendrite trong khi vẫn duy trì khả năng lưu trữ năng lượng. Điều này cho thấy rằng bộ tách dựa trên polypropylen (PPS) của pin Li-ion có thể được cải tiến để giảm thiểu đoản mạch bên trong và giúp pin an toàn và hiệu quả hơn.
Sự phát triển này là phù hợp và đầy hứa hẹn cho LIB trong xe điện (EV) và hệ thống lưu trữ năng lượng. Sau khi được thương mại hóa, LIB cải tiến với độ an toàn và hiệu quả tốt hơn có thể giúp sử dụng các loại xe điện thân thiện với môi trường.
***
Tài liệu tham khảo:
- Manthiram, A. Phản ánh về hóa học cực âm của pin lithium-ion. Nat xã 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Park J., et al 2024. Máy phân tách lớp hạt nano SiO2 siêu mỏng bằng chiến lược đa chức năng bề mặt cho pin Li-kim loại: Tính chất nhiệt và điện trở Li-dendrite được tăng cường cao. Vật liệu lưu trữ năng lượng. Tập 65, tháng 2024 năm 103135, XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
