Pin sạc siêu nhanh, bền bỉ hơn nhờ anode composite từ hạt nano thiếc

Pin hiện nay vẫn là một nút thắt cổ chai đối với nhiều thiết bị và máy móc hiện đại, từ laptop, smartphone đến ô tô điện. Tốc độ sạc nhanh hơn và tuổi thọ cao hơn là hai yếu tố quan trọng cần được cải thiện. Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Hàn Quốc đã giới thiệu một loại anode composite mới, hứa hẹn giải quyết những vấn đề này.

Vật liệu anode đột phá: Hạt nano thiếc “khóa” trong carbon cứng

Thay vì graphite (graphit) truyền thống, các nhà khoa học Hàn Quốc đã sử dụng hạt nano thiếc được nhúng trong carbon cứng làm vật liệu cho anode. Các hạt nano thiếc bọc carbon này được tạo ra thông qua quy trình sol-gel và quá trình chuyển đổi hóa học (khử) bằng nhiệt. Quá trình sản xuất hóa học này tạo ra các hạt nano thiếc phân bố đồng đều bên trong một ma trận carbon cứng có độ bền cao.

Tạp chí ACS Nano cũng báo cáo rằng những cải tiến này đã cải thiện đáng kể độ ổn định cấu trúc và giảm sự giãn nở thể tích so với anode graphite thông thường. Kết quả là, các cell pin sử dụng anode composite này có mật độ năng lượng cao hơn, đồng thời tối ưu hóa động học điện hóa. Nói một cách đơn giản, những loại pin mới này có thể được sạc nhanh hơn và bền bỉ hơn.

Ứng dụng tiềm năng cho pin lithium-ion và natri-ion

Khi điện cực với hạt nano thiếc trong carbon cứng được sử dụng trong pin lithium-ion, pin có thể hoạt động tốt trong hơn 1.500 chu kỳ sạc nhanh 20 phút. Hơn nữa, mật độ năng lượng cao hơn 1.5 lần so với pin sử dụng anode graphite thông thường. Công nghệ pin mới này cũng cho thấy sự ổn định tốt và động học tốt hơn khi được sử dụng trong các cell pin natri-ion, mở ra tiềm năng cho các giải pháp lưu trữ năng lượng đa dạng trong tương lai.