Công nghệ mới giúp sạc nhanh, tiết kiệm chi phí cho xe điện

Bằng cách thay đổi một thành phần quan trọng của pin - bộ thu dòng điện - họ tìm ra cách giúp pin xe điện (EV) sạc nhanh hơn, bền hơn, ít tốn kém hơn và giảm nguy cơ cháy nổ, đồng thời sử dụng kim loại ít khan hiếm hơn, như đồng.

Bộ thu dòng điện là bộ phận có nhiệm vụ thu nhận và điều chỉnh dòng điện từ nguồn điện bên ngoài (như bộ sạc) để nạp vào pin, cung cấp năng lượng cho EV. Thông thường, bộ thu này làm bằng đồng và nhôm nguyên khối, nặng, tốn kém và góp phần gây ra vấn đề về chuỗi cung ứng.

Trong EV, trọng lượng tăng thêm từ các kim loại này có nghĩa là cần nhiều năng lượng hơn chỉ để di chuyển xe. Giờ đây, nhóm ORNL, hợp tác với một công ty có tên là Soteria Battery Innovation Group, phát triển một phiên bản mới của bộ thu dòng điện.

Nó được làm bằng lớp nhựa mỏng, kẹp giữa các lớp đồng hoặc nhôm siêu mỏng. Sự thay đổi này nghe có vẻ đơn giản, nhưng có tác động rất lớn. Thành phần mới này cắt giảm tới 85% lượng đồng và nhôm sử dụng, giúp giảm chi phí và giảm phụ thuộc vào các vật liệu khó tìm.

Thiết kế này tuy nhẹ, pin vẫn có thể chứa nhiều năng lượng hơn, thực tế là nhiều hơn 27%. Điều đó có nghĩa là chỉ với một lần sạc nhưng EV vẫn có những chuyến đi dài hơn, và pin có thể phục hồi 80% năng lượng chỉ trong 10 phút.

Ngay cả sau hàng nghìn chu kỳ sạc nhanh, pin vẫn hoạt động tốt, giải quyết được vấn đề phổ biến là sạc nhanh thường làm giảm tuổi thọ pin. An toàn cũng được nâng lên đáng kể. Lớp nhựa trong bộ thu dòng điện này hoạt động giống như một cầu dao nhỏ bên trong pin.

Nếu xảy ra hiện tượng đoản mạch, nhiệt sẽ làm tan chảy nhựa, kéo kim loại ra và ngăn dòng điện chạy qua, giúp ngăn ngừa hỏa hoạn. Tính năng an toàn này có thể loại bỏ 90% các vụ cháy pin do đoản mạch bên trong.

Để chứng minh công nghệ này có thể hoạt động trong sản xuất thực tế, các nhà khoa học ORNL chế tạo pin nhỏ cỡ đồng xu và dạng túi bằng cùng loại máy mà các nhà sản xuất sử dụng. Mặc dù vật liệu mới mỏng hơn, dễ bị co hơn, nhưng họ tìm ra cách làm cho nó hoạt động trơn tru trong sản xuất cuộn-cuộn tiêu chuẩn.

Đột phá này được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Materials, có thể giúp xe điện trở nên rẻ hơn, an toàn và phổ biến hơn, đồng thời giảm bớt áp lực lên nguồn cung kim loại toàn cầu và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang phương tiện giao thông sạch.