Tuổi thọ pin xe điện được sạc nhanh có thể khả thi nhờ phát hiện 'điểm nóng' của Rice

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice đã phát hiện ra rằng hóa học bên trong của vật liệu pin, chứ không chỉ cấu trúc vật lý của chúng, là yếu tố then chốt để cải thiện độ bền và dung lượng của pin lithium-ion. Sử dụng kỹ thuật chụp X-quang độ phân giải cao, nhóm nghiên cứu đã quan sát trực tiếp cách các phản ứng năng lượng bên trong các điện cực pin dày thường tạo ra các “điểm nóng” không đều gần bề mặt, khiến các vùng sâu hơn không hoạt động. Phản ứng không đều này gây ra hiện tượng nứt bên trong, suy giảm nhanh hơn và giảm dung lượng năng lượng, từ đó hạn chế hiệu suất và tuổi thọ của pin, đặc biệt là những pin được thiết kế để chứa nhiều năng lượng hơn. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Ming Tang dẫn đầu đã so sánh hai loại vật liệu pin phổ biến: lithium sắt phosphate (LFP) và hỗn hợp oxit niken mangan coban (NMC). Trái với giả định trước đây rằng cấu trúc lỗ rỗng quyết định hiệu suất, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các đặc tính nhiệt động học của vật liệu mới là yếu tố chính quyết định mức độ phân bố đều của các phản ứng. Các điện cực NMC thể hiện phản ứng cân bằng và ổn định hơn, trong khi LFP lại cho thấy các điểm nóng rõ rệt gần bề mặt ngăn cách. Để hỗ trợ thiết kế pin, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu một chỉ số mới gọi là “