Theo The Independent, các nhà nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa (Trung Quốc) vừa công bố một loại pin lithium-ion mới được làm từ gốm, có khả năng chịu nhiệt độ cao và được cho là mang lại "độ an toàn vượt trội". Loại pin này có ứng dụng rộng rãi trong xe điện, smartphone, đồng hồ và thiết bị cấy ghép y tế.

Pin lithium-ion truyền thống thường gặp khó khăn trong việc thu nhỏ kích thước và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn do chất điện phân lỏng bên trong có thể rò rỉ hoặc gây cháy khi bị hư hỏng. Do đó, nhu cầu về các loại pin nhỏ gọn, có mật độ năng lượng cao và an toàn trong môi trường khắc nghiệt ngày càng tăng.

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Matter, pin lithium-ion gốm siêu nhỏ của các nhà khoa học Trung Quốc có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ lên đến 150°C và chịu được cú sốc nhiệt ngắn hạn lên đến 300°C mà không ảnh hưởng đến hiệu suất. Nhiệt độ này cao hơn nhiều so với pin lithium-ion thông thường, vốn chỉ hoạt động an toàn trong khoảng từ -20°C đến 60°C.

Nghiên cứu cho biết: "Pin thành phẩm mang lại hoạt động ổn định, không áp suất trong phạm vi nhiệt độ rộng, cung cấp giải pháp năng lượng an toàn và bền bỉ cho các thiết bị điện tử thu nhỏ".

Trong khi đó, pin thông thường gặp phải vấn đề an toàn do ion lithium di chuyển qua chất điện phân lỏng, dễ bị rò rỉ hoặc cháy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc bị hư hỏng. Những hạn chế này đã làm giảm khả năng ứng dụng của pin trong các lĩnh vực quan trọng như hệ thống báo cháy, cảm biến Internet vạn vật (IoT), thiết bị hàng không vũ trụ và các ứng dụng quân sự. Ngược lại, pin lithium thể rắn sử dụng môi trường dẫn điện rắn, mang lại độ an toàn cao hơn nhưng lại gặp khó khăn trong việc duy trì độ bền khi phát triển các phiên bản mỏng hơn.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển pin lithium-ion siêu nhỏ nhiều lớp hoàn toàn bằng gốm, với sự tiếp xúc được tăng cường giữa các lớp nhằm cải thiện hiệu suất. Kết quả là một loại pin có thể xếp chồng lên nhau, với các lớp có thể điều chỉnh cho các ứng dụng khác nhau.

"Pin mới này hoàn toàn không bắt lửa và duy trì cấu trúc nguyên vẹn ngay cả khi bị đốt cháy bên ngoài liên tục, đồng thời có độ ổn định nhiệt tuyệt vời trong không khí", các nhà nghiên cứu cho biết. Họ cũng cho rằng công nghệ này hứa hẹn sẽ cung cấp năng lượng cho các cảm biến đeo được, thiết bị IoT và thiết bị điện tử hàng không vũ trụ, đặc biệt trong môi trường nhiệt độ cao.