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.


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.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Than đá được hình thành như thế nào?

Than đá được hình thành như thế nào?

Than đá là một loại đá trầm tích có màu nâu-đen hoặc đen có thể đốt cháy và thường xuất hiện trong các tầng đá gồm nhiều lớp hoặc lớp khoáng chất hay còn gọi là mạch mỏ.

Đăng ngày: 09/05/2025
Nguồn gốc và ý nghĩa của hoa Tiên Ông (Dạ Lan Hương)

Nguồn gốc và ý nghĩa của hoa Tiên Ông (Dạ Lan Hương)

Hoa tiên ông hay còn gọi là hoa dạ lan hương, là một loài hoa có hương thơm dễ chịu, được nhiều người dân Hà Nội ưa chuộng vào các dịp lễ Tết.

Đăng ngày: 08/05/2025
Lý giải hiện tượng lá cây đổi màu vào mùa thu

Lý giải hiện tượng lá cây đổi màu vào mùa thu

Nhớ lại từ những kiến thức sinh học ở trường phổ thông, chúng ta đều biết rằng, màu xanh của lá cây có được là do chất diệp lục tạo nên. Khi tiết trời chuyển sang thu, lá bắt đầu chuyển sang màu vàng hoặc đỏ.

Đăng ngày: 08/05/2025
Lịch sử phát triển xe đạp

Lịch sử phát triển xe đạp

Xe đạp là một phương tiện giao thông có lịch sử phát triển lâu đời và trước tình hình chi phí nhiên liệu leo thang, người ta lại tìm về với xe đạp như một giải pháp vừa tiết kiệm.

Đăng ngày: 07/05/2025
Sự thật bất ngờ: Những cặp song trùng không chỉ trông giống nhau mà hành xử cũng tương đồng?

Sự thật bất ngờ: Những cặp song trùng không chỉ trông giống nhau mà hành xử cũng tương đồng?

"Song trùng" hay doppelgänger là hiện tượng mà 2 người hoàn toàn xa lạ, không có quan hệ huyết thống lại sở hữu khuôn mặt giống nhau đến lạ kỳ.

Đăng ngày: 07/05/2025
Những nguyên nhân khiến bạn phân tâm khi làm việc và học tập

Những nguyên nhân khiến bạn phân tâm khi làm việc và học tập

Có hàng tá những thứ xung quanh bạn luôn làm bạn mất tập trung. Vậy phải giải quyết chúng như thế nào?

Đăng ngày: 07/05/2025
10 địa điểm đáng sợ trên thế giới

10 địa điểm đáng sợ trên thế giới

Hầm mộ Paris là một nghĩa địa của thành phố Paris và vốn là hầm mỏ cũ có chiều dài 1,7km. Cuối thế kỷ 18, nghĩa địa Innocents nằm ở khu phố Les Halles tồn tại gần 6 thế kỷ và gây nên những vấn đề về vệ sinh.

Đăng ngày: 07/05/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News