Phát triển siêu pin Lithium 3-D, sạc 5 phút dùng 10 tiếng

Đây là một bước tiến quan trọng cho ngành công nghiệp pin, vốn đang dậm chân tại chỗ suốt nhiều năm qua.

Pin Lithium mà chúng ta sử dụng ngày nay thường có kết cấu 2 chiều từ các lớp vật liệu xếp chồng lên nhau. Một ý tưởng độc đáo đến từ Prieto Battery, công ty start-up tách ra từ Đại học Colorado, Mỹ có thể biến những viên pin 2-D thành 3-D, qua đó tăng hiệu quả làm việc của chúng. Đây là một bước tiến quan trọng cho ngành công nghiệp pin dậm chân tại chỗ suốt nhiều năm qua.

Cấu trúc pin Lithium 3-D của Prieto Battery.

Mặc dù mỗi năm, các hãng công nghệ đều có những cải tiến bên trong pin Lithium của họ, tất cả mọi nỗ lực này đều không thể khiến ngành công nghiệp pin bắt kịp với tốc độ phát triển chóng mặt của các thiết bị di động và xe hơi.

Nhận ra điều này năm 2009, Amy Prieto, một giáo sư hóa học tại Đại học Colorado đã quyết định tách khỏi trường. Cô thành lập start-up Prieto Battery với hy vọng giải quyết các vấn đề tồn tại của pin Lithium thông qua nghiên cứu cấu trúc pin 3-D của mình.

Pin Lithium 3-D mà Prieto đang phát triển được cấu tạo từ một lớp vật liệu đồng ở dạng xốp. Nó được tráng một lớp polymer điện phân siêu mỏng và sau đó, lớp điện cực âm được bao phủ phía ngoài cùng.

Với cấu trúc này, các điện cực âm và dương sẽ hòa trộn vào nhau, tạo ra một khoảng cách nhỏ hơn giúp các ion Lithium dễ dàng khuyếch tán. Đương nhiên, thứ mà bạn nhận được ở một viên pin như vậy là mật độ năng lượng và cường độ dòng điện lớn hơn nhiều các pin cấu trúc 2 chiều hiện nay.

Prieto hiện nay sở hữu một công nghệ để sản xuất lớp bọt đồng xốp với 98% là không khí. Bên cạnh đó là công nghệ độc quyền trong việc hòa trộn các lớp điện cực của pin dựa trên quá trình mạ điện. Nhờ vậy, công ty đã nhận được một nguồn vốn bí mật từ Quỹ đầu tư mạo hiểm của Intel và đang có kế hoạch thu hút thêm 3 triệu USD từ các đối tác khác.

Mô tả quá trình hoạt động của pin Lithium 3-D.

“Tuổi thọ của pin đến nay vẫn là một vấn đề nhức nhối trong ngành công nghiệp di dộng. Mô hình pin 3-D của Prieto sẽ là một bước tiến về phía trước”, Wendell Brooks, chủ tịch Intel Capital nói.

Trong khi đó, những số liệu thống kê hiện tại của Prieto Battery khẳng định rằng một viên pin của họ sẽ cho sức mạnh ít nhất là gấp đôi pin Lithium thông thường. Chỉ cần tối thiểu 5 phút sạc, viên pin có thể đáp ứng điều kiện chạy công suất cao trong 10 giờ đồng hồ. Pin 3-D có thể được thiết kế cho cả các hệ thống khổng lồ như nhà máy năng lượng mặt trời đến các thiết bị nhỏ như vòng đeo tay sức khỏe.

Cuối cùng, Prieto Battery tiết lộ họ có kế hoạch thương mại hóa sản phẩm ra thị trường trong vòng 2 năm tới. Tuy nhiên, để đạt được điều đó, công ty phải đạt được những thỏa thuận với các nhà sản xuất. Hiện tại, họ đã có thể tiến hành quy trình chuyển giao công nghệ và cấp phép sản xuất lớp vật liệu đồng xốp cho nhiều đối tác công nghiệp.

Nguồn: GenK