Công nghệ cực pin silicon ra đời tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành sản xuất pin xe điện. Với khả năng sạc siêu nhanh, lưu trữ ion lithium cao gấp 10 lần pin graphite, chịu được 850 chu kỳ sạc, công nghệ pin silicon sẽ trở thành xu hướng 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.