Trong lĩnh vực pin lithium-ion, một bước đột phá đáng chú ý vừa được công bố trên tạp chí Nano-Micro Letters bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Lulea và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Họ đã giới thiệu một chất điện phân mới mang tên F-QSCE@30, đánh dấu một tiến bộ quan trọng trong công nghệ pin lithium-ion.
F-QSCE@30 là một chất điện phân tổng hợp bán rắn được thiết kế để khắc phục những hạn chế của các chất điện phân hữu cơ lỏng truyền thống, vốn dễ bị rò rỉ, dễ cháy và kém ổn định bề mặt. Với việc khai thác hiệu ứng cảm ứng tích hợp của các chuỗi, F-QSCE@30 không chỉ tăng cường độ dẫn ion mà còn tạo ra một lớp bảo vệ LiF tự nhiên. Vật liệu này được chế tạo dưới dạng màng gia cố sợi thủy tinh được xử lý bằng tia UV, mang lại độ dẫn điện tương tự chất lỏng nhưng lại không bắt lửa và bền chắc về mặt cơ học.
Những đặc tính này không chỉ giúp loại bỏ các nguy cơ an toàn mà còn cho phép quy trình sản xuất cuộn hiệu quả. F-QSCE@30 đã thể hiện hiệu suất ấn tượng với độ bền vượt trội; dung lượng gần như nguyên vẹn – một bước đột phá lớn trong việc giải quyết vấn đề phát triển sợi nhánh và suy giảm dung lượng, những thách thức lớn đối với pin lithium-ion hiện nay; tăng tốc vận chuyển ion – thể hiện hiệu suất chất điện phân và pin được cải thiện đáng kể.
Một điểm đáng chú ý khác là khả năng sản xuất quy mô lớn của vật liệu này. Quy trình xử lý UV một bước của hexafluorobutyl methacrylate và các monome ion lỏng bên trong khung sợi thủy tinh tạo ra màng dày 90µm không nứt, hoàn toàn tương thích với các dây chuyền phủ hiện có. F-QSCE@30 đã đáp ứng các mục tiêu của Hiệp hội Pin Tiên tiến Hoa Kỳ (USABC) năm 2030 về khả năng duy trì dung lượng và tốc độ, mở ra một hướng đi khả thi cho việc chế tạo các cell pin dạng túi với mật độ năng lượng trên 400 Wh/kg.
Các nhà nghiên cứu cho biết sẽ tiếp tục mở rộng khái niệm hiệu ứng cảm ứng này sang hóa học kim loại natri và kẽm, đồng thời tối ưu hóa độ bền cơ học cho các bộ pin thể rắn định dạng lớn. Điều này hứa hẹn một tương lai an toàn hơn và giàu năng lượng hơn cho xe điện và các hệ thống lưu trữ lưới điện.
