Công nghệ pin Li-ion hiện đang trở nên rất gần gũi với cuộc sống chúng ta, nhưng vẫn còn khá nhiều hạn chế trong khả năng cung cấp năng lượng của nó đối với thiết bị di động. Chính vì vậy, những công nghệ pin trong tương lai hứa hẹn sẽ giúp kéo dài tuổi thọ pin để người dùng không phải sạc pin nhiều lần.

Pin Li-S

Đây được xem là công nghệ đáng xem nhất vì nó rẻ nhất và dễ dàng nhất để trở thành công nghệ pin thế hệ tiếp theo. Theo các nhà nghiên cứu, pin Li-S có thể cung cấp đến 5 lần mật độ năng lượng so với pin Li-ion hiện nay, và đặc biệt là đòi hỏi chi phí sản xuất rẻ hơn. Pin Li-S cho khả năng sạc lại đến 2.000 lần, ngang bằng so với mức độ sạc lại đối với pin Li-ion tốt nhất hiện nay.

Nhưng lợi thế nhất ở pin Li-S chính là nó có thể được đóng gói với mật độ cao hơn nhiều, giúp pin nhỏ hơn và nhẹ hơn, một tín hiệu được đánh giá là tốt cho tương lai smartphone ngày càng mỏng đi như hiện nay. Các thử nghiệm đều chỉ ra rằng, độ bền của pin Li-S cũng tốt hơn so với pin Li-ion.

Pin Li-ion sử dụng phần tử nano porous silicon

Các nhà nghiên cứu tại USC đã phát triển một công nghệ pin ion mới, trong đó các điện cực dương graphite được thay thế bằng các phần tử nano porous silicon cho khả năng sạc nhanh hơn và giá thành rẻ hơn.

So với pin Li-ion truyền thống, pin mới chứa năng lượng nhiều hơn gấp 3 lần, trong khi thời gian sạc lại chỉ mất 10 phút. Khi số lượng chu kỳ sạc/xả được tăng lên, công nghệ này sẽ là lựa chọn tốt cho các nhà sản xuất pin trong tương lai. Dự kiến công nghệ pin này sẽ sớm được tung ra thị trường, có thể trong năm nay hoặc năm sau.

Pin Magnesium

Về cơ bản đây là một loại pin chất lỏng mới được Viện công nghệ Massachusetts nghiên cứu và phát triển từ đầu năm 2012 với hứa hẹn cho mật độ năng lượng cao hơn từ 8 - 12 lần so với pin Li-ion, và hiệu quả nạp-xả cao hơn 5 lần. Điều này là do các ion magnesium mang đến 2 điện tích dương, nâng cao số lượng mật độ năng lượng tổng thể được lưu trữ cho pin hiện nay. Dĩ nhiên vẫn còn những trở ngại mà các nhà nghiên cứu cần vượt qua với pin megnesium, nhưng nhiều nghiên cứu trước đây đều cho kết quả khá khả quan về công nghệ pin này.

Lithium-air

Đây là công nghệ pin được IBM phối hợp với các nhà nghiên cứu, phòng thí nghiệm của Chính phủ Mỹ và các công ty hàng đầu trong ngành công nghệ pin. Pin Lithium-air sẽ có năng lượng để cung cấp cho những chiếc xe điện trong phạm vi rộng, nhưng các cải tiến trong công nghệ đã giúp làm giảm trọng lượng cho pin, giúp những thiết bị như smartphone trở thành một lựa chọn hoàn hảo để áp dụng công nghệ.

Cách hoạt động của pin Lithium-air được mô tả như sau: Trong thời gian xả, oxy từ không khí sẽ phản ứng với các phân tử Lithium-ion để tạo thành Lithium-preoxide trong ma trận carbon. Trong thời gian nạp, oxy được đưa trở lại với bầu khí quyển, và Lithium sẽ được trở lại với anode.

Công nghệ pin trong suốt, uốn cong và có thể xếp chồng

Công nghệ pin Lithium-air vẫn còn phát triển, nhưng các nghiên cứu cho thấy công nghệ pin này đang thực sự phát triển và có thể sớm được ứng dụng vào smartphone trong nay mai.

Bên cạnh việc tăng mật độ năng lượng và giảm thời gian sạc pin, vật liệu mới cũng có thể giúp tối ưu hóa kích thước pin trên điện thoại di động, giúp nó có thể đặt trong mọi ngóc ngách của smartphone, điều này cho phép các nhà sản xuất điện thoại giảm kích thước cho nó, trong khi vẫn duy trì hiệu năng pin. Cả Samsung và LG đã công bố công nghệ pin xếp chồng lên nhau, uốn cong hoặc trong suốt để sẵn sàng đi vào sản xuất. Sẽ chỉ còn vấn đề thời gian để công nghệ này đưa vào thương mại hóa.

Nguồn: Khoa học phổ thông, ngày 7/4/2015