Công nghệ cực pin Silicon - Xu hướng pin xe điện của tương lai
1. Công nghệ cực pin Silicon là gì?
Công nghệ cực pin silicon được nghiên cứu và hoàn thiện bởi công ty Storedot của Israel cùng với một số nhà đầu tư như Daimler, Samsung và BP Ventures. Storedot là công ty đầu tiên có thể tự sản xuất pin lithium sạc cực nhanh trên dây chuyền sản xuất đại trà. Công ty Storedot đã được cấp bằng sáng chế về công nghệ pin tự phục hồi (self-healing). Theo đó, tế bào pin mới có cực dương làm bằng silicon sẽ giảm 50% thời gian sạc và không làm tăng chi phí sản xuất.
Silicon là chất sẽ thay thế cho graphite có tác dụng lưu trữ và giải phóng các ion lithium trong suốt quá trình sạc và xả pin. Công nghệ cực pin silicon có khả năng tự phục hồi giúp sửa chữa liền lại các tế bào pin hư hỏng. Bằng việc xác định một hoặc 1 chuỗi tế bào không hoạt động như mong muốn, máy tính sẽ lập tức đưa chúng vào chế độ ngưng hoạt động và khôi phục 100% trước khi đưa chúng trở lại hoạt động bình thường. Quá trình tự phục hồi này có thể được diễn ra ngay trong khi xe đang hoạt động.
Theo Storedot, cực dương làm bằng silicon của pin lithium-ion có thể tạo ra 1 lớp phủ điện phân rắn (solid electrolyte interface, SEI) trên bề mặt. Lớp phủ này có khả năng tự động hòa tan trong suốt quá trình sạc và xả pin.
2. Ưu điểm của công nghệ cực pin Silicon
Được mệnh danh là công nghệ pin tương lai, công nghệ pin silicon nổi bật với nhiều ưu điểm vượt trội:
- Sạc nhanh hơn pin graphite
- Khả năng lưu trữ ion lithium cao gấp 10 lần
- Có thể chịu được 850 chu kỳ sạc siêu nhanh với mỗi chu kỳ chỉ diễn ra trong 10 phút
3. Nhược điểm của công nghệ pin Silicon - Cách các nhà khoa học khắc phục
Vật liệu silicon có nhược điểm là dễ giãn nở, co lại hoặc dễ bị vỡ thành nhiều mảnh nhỏ khi phóng điện gây hỏng pin. Để khắc phục điều này, các nhà khoa học đã cải tiến chất dẫn silicon thành các hạt nano silicon, đồng thời sử dụng cấu trúc nano silicon kẹp giữa nano carbon.
Các hạt nano silicon này được đặt trong 1 khung carbon kết hợp với các hợp chất hữu cơ khác, có thể điều chỉnh sự giãn nở của pin. Ngoài làm tăng khả năng lưu trữ điện lên gấp 10 lần, sự cải tiến này còn giúp duy trì liên kết giữa các hạt nano silicon sau 500 chu kỳ hoạt động, từ đó giúp tăng tuổi thọ của pin.
4. Điểm danh 3 công nghệ pin silicon của tương lai
Sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, 3 công nghệ cực pin silicon dưới đây được dự báo có thể thổi một làn gió mới, thay đổi cuộc chơi thực sự cho ngành sản xuất xe điện.
4.1. Silicon xốp nano
Công ty E-Magy nổi tiếng tại Hà Lan đã sản xuất các hạt silicon có cấu trúc với các lỗ chân lông kích thước nano không bị phồng và vỡ. Hãng đã tuyên bố rằng, với công nghệ tối tân của họ, pin EV có thể cho mật độ năng lượng cao hơn 40% và tốc độ sạc nhanh hơn tới 5 lần mà không gây ảnh hưởng đến độ bền của pin.
4.2. Dây nano silicon
Dự kiến, các dây nano silicon sẽ được sản xuất thương mại vào năm 2025. Công nghệ này mang đến 3 lợi ích chính như sau:
- Các dây nano silicon duy trì sự mềm dẻo, không bị đứt trong tất cả các chu kỳ sạc.
- Tích hợp hàng trăm nghìn sợi dây trên mỗi hạt graphit, silicon tăng gấp 3 lần mật độ năng lượng của cực dương.
- Tỷ lệ silic/graphit lớn hơn có tác dụng làm giảm lượng CO2 được tạo ra trên mỗi kWh để sản xuất pin.
4.3. Bột silic-cacbon
Công ty khởi nghiệp có trụ sở đặt tại Washington đã nghiên cứu và phát triển 1 loại bột silicon-carbon đặc biệt, được gọi là SCC55. Nhờ vào lớp bảo vệ làm từ carbon cứng, chất dẫn silicon được giữ ở dạng vô hình và có kích thước nano. Điều này cho phép SCC55 có khả năng cung cấp công suất gấp năm lần và mật độ năng lượng lên tới 50% so với cực dương bằng than chì.
Công nghệ cực pin silicon ra đời tạo bước chuyển mình mạnh mẽ trong ngành công nghiệp pin xe điện. Với ưu điểm sạc nhanh hơn pin graphite, khả năng lưu trữ ion lithium cao gấp 10 lần, chịu được 850 chu kỳ sạc siêu nhanh, công nghệ pin silicon sẽ tạo ra cuộc cách mạng pin xe điện trong tương lai.
Khách hàng đăng ký lái thử hoặc đặt cọc ô tô điện VF e34, VF 8 hoặc VF 9 để trở thành những người tiên phong trải nghiệm những dòng xe ô tô điện đẳng cấp, thân thiện với môi trường và nhận thêm thật nhiều ưu đãi từ VinFast.
>>> Tìm hiểu thêm:
