Vật liệu NAtrium Super Ionic CONductor (NASICON) tiếp tục cho thấy tiềm năng làm cực dương trong pin natri-ion hiệu suất cao, với công trình nghiên cứu mới tìm hiểu sâu vào vật liệu này của các nhà nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu khoa học tiên tiến Jawaharlal Nehru (JNCASR) ở Bengaluru, Ấn Độ.
Công trình tập trung vào vật liệu cực dương loại NASICON, được thiết kế thông qua việc định hình cỡ hạt ở cấp độ nano, phủ carbon, pha tạp nhôm để cải thiện độ dẫn ion và độ ổn định của cấu trúc. Các nhà nghiên cứu phát triển loại cực dương ở pin natri-ion (SIB) có khả năng sạc nhanh và tuổi thọ dài.
Theo nhóm nghiên cứu, pin thu được có thể sạc tới 80% trong 6 phút và duy trì dung lượng trong hơn 3.000 chu kỳ. Kết quả này thu được thông qua chu kỳ điện hóa trong phòng thí nghiệm và được hỗ trợ bởi mô phỏng lượng tử. Các nhà nghiên cứu cho hay, hiệu suất của pin khắc phục được các nhược điểm thường gặp ở các loại SIB thông thường, như sạc chậm và tuổi thọ giảm.
Trong một nghiên cứu liên quan, nhóm nghiên cứu cũng giới thiệu vật liệu cực dương loại NASICON thứ hai, chứng minh được mật độ năng lượng 98 Wh/kg trong cấu hình pin đầy đủ. Pin này vẫn giữ được 80% dung lượng sau 1.000 chu kỳ ở mức 5C, dung lượng riêng là 140 mAh/g ở mức 1,4 V. Các giá trị này được xác nhận ở điều kiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Cả hai nghiên cứu đều chỉ tập trung vào phát triển cực dương, các chi tiết về cực âm và chất điện phân được đề cập thoáng qua. Không có dữ liệu thử nghiệm an toàn nào được đưa vào. Tương tự như vậy, nghiên cứu không đề cập đến khả năng mở rộng sản xuất, chi phí cho mỗi kWh hoặc các tác động đến chuỗi cung ứng, mặc dù đặt vấn đề rộng hơn như tìm cách giải quyết tình trạng phụ thuộc vào lithium nhập khẩu, bằng cách sử dụng natri tương đối dồi dào.
Nghiên cứu này vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng đang được thúc đẩy ở Ấn Độ như một bước tiến tiềm năng hướng tới khả năng tự cung cấp năng lượng lưu trữ. Các khám phá công bố trên Advanced Materials và Advanced Energy Materials, với tiêu đề “Ổn định cực dương NASICON-Na1.5V0.5Nb1.5(PO4)3 multi-electron thông qua điều chế cấu trúc cho pin ion natri tuổi thọ cao”.
