Huawei trong những năm gần đây đã lần lượt công bố các phát kiến mới về công nghệ pin thể rắn và mới đây, hãng đã giới thiệu một công nghệ pin được cho là “bước đột phá” khi có thể giúp những chiếc xe điện chạy đến 3000 cây số với mỗi lần sạc đầy. Bí quyết của công nghệ này là “chất điện phân gốc sunfua pha tạp ni-tơ”.

Chất điện phân thể rắn gốc sunfua có đặc tính dẫn ion cao hơn, cho phép ion Lithium có thể di chuyển qua chất điện phân rất nhanh, từ đó pin sẽ có thể sạc nhanh và xả nhanh – 2 yếu tố cực kỳ cần thiết với pin dùng cho xe điện.Tuy nhiên, chất điện phân thể rắn gốc sunfua cũng có những nhược điểm điển hình là bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và chất điện phân kém, điện trở bề mặt cao. Điều này khiến việc dẫn truyền ion Lithium thiếu hiệu quả và góp phần hình thành dendrite.

Dendrite là cấu trúc tinh thể nhỏ, có hình dạng như rễ cây dưới kính hiển vi và chúng hình thành do Lithium tích tụ không đồng đều trên bề mặt điện cực của pin, thường là cực dương (anode) trong quá trình sạc/xả. Qua thời gian, sợi dendrite liên tục mọc dài ra, làm chai pin, tăng nội điện trở và nếu xuyên qua lớp phân cách, chạm đến cực âm thì dendrite gây đoản mạch, cháy nổ.

Vì vậy, sáng chế của Huawei tập trung vào giải quyết 2 vấn đề điện trở bề mặt và sợi dendrite với việc bổ sung ni-tơ vào chất điện phân sunfua. Theo mô tả của Huawei, “nguyên tử ni-tơ bị khoá vào mạng tinh thể sunfua” và có thể hiểu nó sẽ làm mượt bề mặt tiếp xúc giữa chất điện phân và cực dương Lithium, từ đó cải thiện độ ổn định hoá học và điện hoá tại đây. Điện trở bề mặt sẽ được cải thiện đáng kể và sự ổn định của bề mặt tiếp xúc cũng giúp ion Lithium có thể lắng đọng đồng đều hơn, từ đó ngăn sợi dendrite hình thành.

Huawei kỳ vọng sáng chế của hãng sẽ mở đường cho những hệ thống pin có thể cung cấp mật độ năng lượng từ 400 đến 500 Wh trên mỗi kg. Nhờ đó, phạm vi hoạt động của một chiếc sedan hạng trung sẽ có thể đạt 3000 km với mỗi lần sạc đầy và thời gian sạc lại chỉ 5 phút. Huawei sẽ cấp phép công nghệ này cho các hãng sản xuất khác thay vì độc quyền trên sản phẩm.

Hiện tại, công nghệ pin thể rắn đang được nhiều hãng đầu tư và thực tế đang có một cuộc đua về công nghệ này. Song song với Huawei, Toyota cũng đang phát triển pin thể rắn hiệu năng cao dành cho EV, sử dụng chất điện phân gốc sunfua với mục tiêu đạt mật độ năng lượng trên 400 Wh/kg để trang bị cho các mẫu xe hybrid và thuần điện của hãng vào năm 2028. Công nghệ chất điện phân gốc sunfua còn được rất nhiều hãng khác tập trung phát triển như Solid Power, Samsung SDI, LG Energy, SK On, Hitachi Zosen, Nissan …

Synergy Files