Các nhà nghiên cứu từ Viện hàn lâm khoa học Trung Quốc công bố tạo ra một giao diện tự phục hồi mới cho pin lithium thể rắn. Đổi mới này, cuối cùng có thể giải quyết một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất khiến hệ thống năng lượng mạnh mẽ này chưa thể bước ra khỏi phòng thí nghiệm và đưa vào sản xuất thương mại.

Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Nature Sustainability tháng 10/2025, trình bày chi tiết cách nhóm nghiên cứu phát triển một cơ chế giống như “niêm phong chất lỏng”, tự lấp đầy những khoảng trống nhỏ bên trong pin thể rắn. Đổi mới này loại bỏ nhu cầu về áp suất cực lớn mà các thiết kế hiện tại cần để duy trì sự ổn định của pin.

Không giống như pin lithium-ion thông thường dựa vào chất điện phân lỏng dễ cháy, pin thể rắn lithium sử dụng vật liệu rắn để di chuyển điện tích giữa các điện cực. Điều này không chỉ loại bỏ nguy cơ rò rỉ hoặc cháy nổ mà còn cho phép sử dụng kim loại lithium, một vật liệu có thể lưu trữ năng lượng gấp hai đến ba lần so với các thành phần pin hiện nay.

Tuy nhiên, pin thể rắn từ lâu phải đối mặt với một vấn đề dai dẳng. Các lớp rắn của chúng có xu hướng tách ra theo thời gian khi vật liệu giãn nở và co lại trong quá trình sạc, làm gián đoạn dòng điện và rút ngắn tuổi thọ của pin.

Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đưa các ion iodine vào chất điện phân rắn. Khi pin hoạt động, các ion này di chuyển về phía giao diện giữa điện cực và chất điện phân, tạo thành một lớp mỏng giàu iodine.

Lớp này chủ động thu hút các ion lithium và tự động lấp đầy các vết nứt và lỗ rỗng siêu nhỏ phát triển trong quá trình sử dụng. Kết quả là một giao diện tự phục hồi, giữ cho các lớp được kết nối chặt chẽ mà không cần bất kỳ áp suất bên ngoài nào.

Các thử nghiệm của nhóm nghiên cứu cho thấy nguyên mẫu pin được chế tạo với cấu trúc tự phục hồi mới này vẫn duy trì hiệu suất ổn định sau hàng trăm chu kỳ sạc và xả. Quy trình này cũng đơn giản hơn để sản xuất, sử dụng ít vật liệu hơn và có thể giúp pin bền hơn, dễ dàng mở rộng quy mô để sản xuất hàng loạt.

Nếu mở rộng quy mô thành công, công nghệ này có thể cách mạng hóa việc lưu trữ năng lượng trong nhiều ngành công nghiệp. Mật độ năng lượng cao hơn đồng nghĩa với điện thoại thông minh có thể hoạt động lâu hơn giữa các lần sạc, và xe điện, máy bay có thể di chuyển xa hơn gấp hai đến ba lần chỉ với một lần sạc so với các loại hiện tại.

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho hay, công nghệ của họ vẫn đang ở giai đoạn đầu. Pin quy mô lớn có khả năng xử lý hàng nghìn chu kỳ sạc sẽ cần thử nghiệm và tinh chỉnh nhiều hơn. Các nghiên cứu tiếp theo phải tập trung vào việc tăng dung lượng và chứng minh độ tin cậy trong những điều kiện khắc nghiệt hơn.