Washington: Trong một phát hiện có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin điện thoại thông minh, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc sạc và xả nhanh không làm hỏng điện cực pin lithium-ion như người ta vẫn nghĩ trước đây.
Một cái nhìn toàn diện về cách các hạt nhỏ trong điện cực pin lithium-ion hoạt động cho thấy lợi ích của việc xả và sạc chậm có thể đã được đánh giá quá cao. Các nhà nghiên cứu cho biết, kết quả đã thách thức quan điểm phổ biến rằng pin “siêu sạc” luôn khó hơn trên các điện cực của pin so với việc sạc ở tốc độ chậm hơn.
Họ cũng gợi ý rằng các nhà khoa học có thể sửa đổi điện cực hoặc thay đổi cách sạc pin để thúc đẩy quá trình sạc và xả đồng đều hơn và kéo dài tuổi thọ của pin. Các nhà nghiên cứu cho biết, một nguyên nhân quan trọng gây hao mòn pin là sự phồng lên và co lại của các điện cực âm và dương khi chúng hấp thụ và giải phóng các ion từ chất điện phân trong quá trình sạc và xả, các nhà nghiên cứu cho biết.
Các nhà khoa học đã xem xét một điện cực dương được làm từ hàng tỷ hạt nano của lithium iron phosphate. Nếu hầu hết hoặc tất cả các hạt này tham gia tích cực vào quá trình nạp và phóng điện, chúng sẽ hấp thụ và giải phóng các ion một cách nhẹ nhàng và đồng đều hơn. Tuy nhiên, nếu chỉ một tỷ lệ nhỏ các hạt lấn át tất cả các ion, chúng có nhiều khả năng bị nứt và bị hủy hoại, làm giảm hiệu suất của pin.
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo pin di động nhỏ bằng đồng xu, sạc chúng với các mức dòng điện khác nhau trong nhiều khoảng thời gian khác nhau, nhanh chóng tháo rời và rửa sạch các thành phần để ngăn quá trình sạc / xả. Sau đó, họ cắt điện cực thành những lát cực mỏng và đưa chúng đi kiểm tra bằng tia X cường độ cao.
“Chúng tôi có thể xem xét hàng nghìn hạt nano điện cực cùng một lúc và chụp nhanh chúng ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình sạc và xả”, nghiên cứu sinh Yiyang Li, tác giả chính của Đại học Stanford, cho biết. Li cho biết: “Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên thực hiện điều đó một cách toàn diện, trong nhiều điều kiện sạc và xả. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng chỉ có một tỷ lệ nhỏ các hạt nano hấp thụ và giải phóng các ion trong quá trình sạc, ngay cả khi nó được thực hiện rất nhanh.
Nhưng khi pin phóng điện, một điều thú vị đã xảy ra: Khi tốc độ phóng điện tăng lên trên một ngưỡng nhất định, ngày càng nhiều hạt bắt đầu hấp thụ các ion đồng thời, chuyển sang chế độ đồng đều hơn và ít gây hại hơn. Điều này cho thấy rằng các nhà khoa học có thể tinh chỉnh vật liệu điện cực hoặc quy trình để có tốc độ sạc và xả nhanh hơn trong khi duy trì tuổi thọ pin dài.
. .
…
