Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford (Mỹ) đã phát triển một loại pin mới có thể được sạc lại trong khoảng một phút và an toàn hơn so với pin lithium được sử dụng trong tất cả mọi thứ, từ smartwatch đến máy bay chở khách.

Đây được xem là bước tiến quan trọng, nhằm cung cấp khả năng sạc siêu nhanh cho smartphone và các thiết bị trong tương lai. Thay vì sử dụng tế bào lithium-ion, pin này sử dụng tế bào nhôm (aluminum) - ion, rẻ hơn nhiều. Chúng cũng cung cấp hiệu suất cao và không bị cháy hoặc phát nổ khi bị hư hỏng giống như pin lithium-ion gặp phải hiện nay.

Giáo sư Dai Hongjie đến từ Đại học Stanford tự tin cho rằng pin mới mà nhóm của ông phát triển không có khả năng bắt lửa, thậm chí ngay cả khoan vào nó.

Việc nghiên cứu về pin aluminum-ion không được xem là mới, nhưng để sản phẩm được phát hành ra thị trường là điều mà các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm kiếm, bởi họ cần một vật liệu phù hợp để duy trì hoạt động sạc/xả của anode cũng như cathode bên trong. Theo giáo sư Dai, nhóm của ông vô tình phát hiện ra một giải pháp đơn giản để xóa những rào cản này, chính là sử dụng than chì.

Kết quả là, pin mà nhóm nghiên cứu phát triển có thể thực hiện đến 7500 chu kỳ sạc/xả mà không mất hiệu suất làm việc, tốt hơn so với chu kỳ khoảng 100 mà các nguyên mẫu pin aluminum-ion khác đang làm được hiện nay, và cũng nhiều hơn so với chu kỳ 1000 lần sạc/xả điển hình trong pin lithium-ion ở thời điểm hiện tại.

Mẫu thử nghiệm được nhóm của giáo sư Dai phát triển kết hợp aluminum anode với graphite cathode, chứa trong một túi chất điện phân ion lỏng, có nghĩa pin cũng có thể uốn dẻo.

Đó là tính năng hấp dẫn mà các công ty điện tử hiện nay đang tìm kiếm để siết chặt pin vào không gian trống nhỏ bên trong các sản phẩm. Thậm chí, các nhà sản xuất xe hơi cũng đang muốn sử dụng pin uốn dẻo bên trong thân xe của mình.

Nguyên mẫu pin aluminum-ion do nhóm của giáo sư Dai cung cấp nguồn điện khoảng 2 volt, thấp hơn so với mức 3,6 volt trong pin lithium-ion thông thường, và mật độ năng lượng điện của pin cũng lưu trữ thấp hơn.

Pin aluminum-ion  mà nhóm phát triển cũng có mật độ năng lượng 40 watt cho mỗi kilogram, thấp hơn so với mức dao động từ 100 đến 260 watt cho mỗi kilogram trong pin lithium-ion. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Đại học Stanford lạc quan cho rằng những vấn đề này sẽ sớm được khắc phục.

“Các cải tiến trong vật liệu cathode sẽ được đưa ra, giúp tăng mật độ điện áp và năng lượng trên pin aluminum-ion. Khi đó, pin của chúng tôi phát triển sẽ là pin không tốn kém, an toàn, tốc độ sạc cao, uốn dẻo và tuổi thọ dài. Đó là điều rất được mọi người quan tâm”, giáo sư Dai nói thêm.

Nguồn: Báo công thương, ngày 7/4/2015