EnglishLG Energy Solution phối hợp với Viện Khoa học & Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc đã tạo ra bước đột phá đáng kể trong công nghệ pin lithium kim loại nhằm giải quyết những thách thức chính về tuổi thọ và độ an toàn của pin.
Công nghệ mới này đã được trình bày chi tiết trên tạp chí khoa học Nature Energy và thể hiện bước nhảy vọt đáng kể trong nghiên cứu và phát triển pin kim loại lithium.
Pin kim loại lithium được chú ý vì lợi thế về công suất về mặt lý thuyết so với pin lithium-ion có khả năng giúp tăng phạm vi lái xe điện lên tới 50%.
Bất chấp tiềm năng này, việc triển khai thương mại của chúng vẫn chưa được thực hiện do các vấn đề về tuổi thọ và độ an toàn chủ yếu là do sự hình thành dendrite. Đuôi gai là những cấu trúc sắc nhọn, hình kim, có thể phát triển trên bề mặt kim loại của pin trong chu kỳ sạc, dẫn đến hỏng pin sớm và giảm khả năng sạc.
Công nghệ do nhóm nghiên cứu cộng tác phát triển sử dụng công thức hóa học mới: chất điện phân lỏng gốc borat-pyran được thiết kế để giảm thiểu các vấn đề ăn mòn thường do các sợi nhánh đó gây ra. Bằng cách đưa hợp chất borat-pyran làm chất điện phân lỏng, dung dịch này cho phép hình thành pha điện phân rắn ổn định và đồng nhất trên cực dương kim loại lithium. Lớp SEI này hoạt động như một hàng rào bảo vệ hạn chế sự phát triển của đuôi gai.
Nghiên cứu này mở đường cho việc sử dụng thực tế pin lithium-kim loại với chất điện phân lỏng trước đây được coi là không khả thi, phạm vi hoạt động đầy hứa hẹn của xe điện với một lần sạc có thể đạt quãng đường 900 km và tuổi thọ pin vượt quá 400 chu kỳ.
Hơn nữa, trái ngược với các loại pin thể rắn đòi hỏi nhiệt độ và áp suất cao các loại pin kim loại lithium này hoạt động trong điều kiện tiêu chuẩn đơn giản hóa đáng kể quy trình thiết kế và sản xuất tổng thể của hệ thống pin.
Ngoài pin kim loại lithium, LG Energy Solution đang đầu tư vào các công nghệ pin thế hệ tiếp theo khác. Ví dụ vào tháng 8 năm 2020 một loại pin lithium-lưu huỳnh được thiết kế cho ngành hàng không và được phát triển cùng với Viện Nghiên cứu Hàng không Vũ trụ Hàn Quốc đã cung cấp năng lượng thành công cho một phương tiện bay không người lái bay lên tầng bình lưu, thể hiện tính thực tiễn của nó và khắc phục những hạn chế cũng như thách thức về độ bền liên quan đến điện cực lưu huỳnh và việc lắp ráp tế bào mở rộng quy mô.
Vào tháng 9 năm 2021, một nỗ lực hợp tác với Đại học San Diego đã dẫn đến việc phát triển một loại pin hoàn toàn rắn có cực âm silicon. Sự đổi mới này được trình bày chi tiết trên tạp chí Khoa học chứng tỏ mật độ năng lượng được nâng cao và khả năng sạc được cải thiện. LG Innotek cũng đang thúc đẩy công nghệ pin tập trung vào khả năng mở rộng và hiệu suất của vật liệu cực âm và cực dương.
Để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ phòng thí nghiệm sang thị trường cho những cải tiến về pin như vậy LG Energy Solutions đã thành lập Trung tâm Công nghệ Tương lai vào năm ngoái, do Phó Chủ tịch Điều hành Chung Geun Chang – người có kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực sản xuất hàng loạt và phát triển pin thế hệ tiếp theo đứng đầu.
