Giải mã thành công hiện tượng đoản mạch của pin lithium, hứa hẹn thế hệ pin mới sạc nhanh mà lại an toàn hơn

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Stanford và Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC vừa tuyên bố tìm ra nguyên nhân gây ra hiện tượng đoản mạch, vốn xảy ra định kỳ trên pin kim loại lithium với chất điện phân rắn.

Giải mã thành công hiện tượng đoản mạch của pin lithium, hứa hẹn thế hệ pin mới sạc nhanh mà lại an toàn hơn
Pin lithium tiếp theo sẽ sạc nhanh hơn, bền bỉ hơn.

Một giải pháp lâu dài như vậy có thể giúp nhân loại vượt qua các rào cản khi sử dụng xe điện trên toàn thế giới. Nghiên cứu vừa được công bố đã nêu chi tiết về các thí nghiệm khác nhau, mô tả cách thức các khuyết tật ở cấp độ nano và ứng suất cơ học khiến chất điện phân rắn bị hỏng. Ngoài ra, bụi hoặc các tạp chất khác xuất hiện ở giai đoạn sản xuất cũng có thể khiến pin bị trục trặc.

Nhóm nghiên cứu cho rằng, vấn đề là do căng thẳng cơ học gây ra trong khi sạc lại pin. "Chỉ cần một vết lõm, uốn cong hoặc xoắn pin vừa phải cũng có thể khiến các vấn đề về kích thước nano trong vật liệu mở ra và lithium xâm nhập vào chất điện phân rắn khiến nó bị đoản mạch."

Trong suốt hơn 60 thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã chứng minh vật liệu gốm phát triển "các vết nứt, vết lõm và vết nứt ở cấp độ nano, nhiều vết nứt có chiều rộng dưới 20 nanomet". Theo nhóm, những vết nứt vốn có này sẽ mở ra trong quá trình sạc nhanh, cho phép lithium xâm nhập.

Nhóm đạt được những kết quả này bằng cách đặt một đầu dò điện vào chất điện phân rắn, tạo ra một cục pin thu nhỏ, sử dụng kính hiển vi điện tử để quan sát quá trình sạc nhanh trong thời gian thực. Họ đã sử dụng chùm ion như "một con dao mổ" để phân tích lý do lithium tích tụ trên một số bộ phận nhất định của vật liệu gốm. Từ đó phát hiện ra khi áp suất của đầu dò điện tăng lên, "bắt chước các ứng suất cơ học của vết lõm, uốn cong và xoắn, thì nhiều khả năng pin sẽ bị đoản mạch."

Nghiên cứu đã chứng minh ngay cả một cú bẻ cong nhẹ, vặn nhẹ hoặc một hạt bụi mắc vào giữa chất điện phân, cũng có thể khiến pin bị hỏng. Kết quả này cho phép các nhà phát triển thiết kế những vật liệu phù hợp để tránh đoản mạch.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Chúng ta có thể sống sót nếu Trái đất ngừng quay?

Chúng ta có thể sống sót nếu Trái đất ngừng quay?

Các nhà nghiên cứu gần đây cho biết, vòng quay của Trái đất đang chậm lại, nếu nó ngừng quay chúng ta sẽ đối mặt với những hậu quả thật thảm khốc.

Đăng ngày: 09/02/2023
Động đất Thổ Nhĩ Kỳ làm các mảng thạch quyển Trái đất xê dịch 3 mét

Động đất Thổ Nhĩ Kỳ làm các mảng thạch quyển Trái đất xê dịch 3 mét

Các nhà nghiên cứu cho biết, trận động đất mạnh ở Thổ Nhĩ Kỳ đã dẫn đến sự dịch chuyển của các mảng thạch quyển về phía tây nam 3m.

Đăng ngày: 09/02/2023
Khoảnh khắc lò phản ứng nhiệt hạch hình thành plasma

Khoảnh khắc lò phản ứng nhiệt hạch hình thành plasma

Công ty Tokamak Energy chia sẻ hình ảnh bên trong lò phản ứng tokamak khi làm nóng tới 100 triệu độ C và tạo ra plasma.

Đăng ngày: 09/02/2023
Kiểu thẩm mỹ không chỉ riêng phái nữ, mà đàn ông Trung Quốc thời xưa cũng rất yêu thích, đến hoàng đế còn mê

Kiểu thẩm mỹ không chỉ riêng phái nữ, mà đàn ông Trung Quốc thời xưa cũng rất yêu thích, đến hoàng đế còn mê

Không ai cảm thấy kỳ lạ khi những bông hoa thơm được cài trên tóc của thiếu nữ xinh đẹp. Nhưng ở Trung Quốc cổ đại, nam giới cài hoa lên tóc là một hành động rất hợp thời trang.

Đăng ngày: 08/02/2023
Con người có thể sống sót bao lâu dưới đống đổ nát?

Con người có thể sống sót bao lâu dưới đống đổ nát?

Theo các chuyên gia về tình trạng khẩn cấp cứu hộ, một người có thể sống sót dưới đống đổ nát nhiều nhất trong 1 tuần trong những điều kiện thích hợp nhất.

Đăng ngày: 08/02/2023

"Con lai của sinh vật ngoài hành tinh" tiết lộ tương lai Trái đất?

ADN của loài từng được giới khoa học cho là con lai của sinh vật ngoài hành tinh cho thấy manh mối về một trong những thảm họa mà nhân loại đang lo lắng nhất.

Đăng ngày: 08/02/2023
Không chỉ xăng, dầu và điện, ô tô đã từng sử dụng hạt nhân, hơi nước và cả

Không chỉ xăng, dầu và điện, ô tô đã từng sử dụng hạt nhân, hơi nước và cả "rượu" để làm nhiên liệu

Có rất nhiều nguồn năng lượng thay thế được đưa vào sử dụng trong suốt quá trình phát triển của ô tô, nhưng không phải lúc nào nó cũng thành công

Đăng ngày: 08/02/2023
Tiêu điểm
Khoa Học News