Chiều ko con giá nay nưa dâu
Hô vớ vẩn làm mua giá cao ko thì khớp dc 6.7
Giá đang trần quay ra sàn luôn còn phải chấp nhận… Mua gom no se khác với mua một lệnh hết luôn… Gợi ý bác tầm nao vao nó hơp lý…tôi con mua gia 8 mua vào binh quân…
1 Likes
Tôi đặt lệnh gom 6.7 từ sáng bác hô nóng ruột nâng lên 6.9
Có 2 line tính gi bác… Cứ bình tĩnh rồi sẽ có quà…
1 Likes
CGV sẽ không phụ lòng những ai nhìn nhận ra e nó…
Với nhu cầu thủy tinh là một trong những vật liệu sx pin sạc pin năng lương mặt trời với các dự án sư dụng bẳng điện măt trời hấp thu thi CGV sẽ… Đi đến đâu…?
CGV sẽ đền đáp cho bác …
1 Likes
https://vinfastauto.com/vn_vihttps://vinfastauto.com/themes/porto/img/logo-header.svg(image larger than 256KB)
VN
Main navigation
- Ô tô
- Xe máy điện
- Ưu đãi
- Dịch vụ
- Công cụ
- Hệ thống Showroom và Đại lý
- Đối tác trạm sạc
- Hệ sinh thái pin và trạm sạc
- Tin tức
- Câu hỏi thường gặp
- Liên hệ
Công nghệ chế tạo pin Lithium: Lịch sử, các ứng dụng hiện tại và tương lai
19.08.2021 Nguyễn Thị Cẩm Tú
- 649
Công nghệ chế tạo pin Lithium đã mang đến những sản phẩm pin Lithium-ion với hiệu suất hoạt động cao, thời gian sạc nhanh và có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Công nghệ này thực sự đã thay đổi khả năng lưu trữ và tạo ra một cuộc cách mạng hóa cho ngành công nghiệp hiện nay.
Mục lục
1. Tiến trình phát triển của công nghệ chế tạo pin Lithium đến nay
Năm 1970, Whittingham đã sử dụng titan (IV) sunfua và kim loại lithi làm điện cực chế tạo pin Lithium. Tuy nhiên, loại pin Lithium được tạo ra từ thí nghiệm này không thể ứng dụng vào thực tế vì chi phí sản xuất quá tốn kém. Đồng thời, các chất hóa học có trong pin Lithium như titan disulfua khi tiếp xúc với không khí có thể tạo ra phản ứng tạo thành các hợp chất hidro sunfua gây mùi khó chịu.
Cấu tạo pin Lithium sử dụng nhiều thành phần hóa học làm dung dịch điện phân (Nguồn: researchgate.ne)
Năm 1980, John Goodenough đã thử kết hợp giữa chất lithium coban oxit để dòng điện có thể di chuyển từ điện cực này sang điện cực kia của pin dưới dạng ion Li+ nhằm tạo ra pin Lithium.
Đến năm 1983, nhà khoa học Akira Yoshino của Nhật Bản đã chế tạo ra một pin nguyên mẫu có thể sạc sử dụng lithium cobalt oxit như cathode và polyacetylene làm cực dương. Phát minh này của nhà khoa học Yoshino được coi là tiền thân trực tiếp của công nghệ pin Lithium-ion (LIB) hiện đại.
Pin Lithium-ion bắt đầu chính thức được thương mại hóa từ năm 1991 bởi Sony Energytec. Trên thị trường dành cho các thiết bị di động và lưu trữ điện UPS hiện nay, chuẩn pin Lithium đang giữ vị trí gần như thống trị khi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trên toàn cầu, đặc biệt trong ngành sản xuất ô tô điện và xe máy điện.
2. Quy trình sản xuất pin Lithium-ion hiện tại
Quy trình sản xuất pin Lithium-ion bao gồm 3 phần chính, đó là chuẩn bị điện cực, lắp ráp tế bào và kích hoạt điện hóa pin.
- Chuẩn bị điện cực
Sử dụng vật liệu hoạt tính (AM), phụ gia dẫn điện và chất kết dính được trộn để tạo thành hỗn hợp bùn đồng nhất với dung môi. Sau đó, bùn được bơm vào một khuôn rãnh, được phủ trên cả hai mặt của bộ thu dòng điện (lá Al cho cực âm và lá Cu cho cực dương), và đưa đến thiết bị làm khô để làm bay hơi dung môi.
Đối với bùn cực dương gốc nước, hơi vô hại có thể thoát ra môi trường xung quanh trực tiếp. Sau đó, các điện cực được đưa đến lò chân không để loại bỏ lượng nước dư thừa. Độ ẩm của các điện cực sẽ được kiểm tra sau khi làm khô để đảm bảo giảm thiểu phản ứng phụ và ăn mòn trong tế bào.
- Lắp ráp tế bào
Các điện cực và thiết bị phân tách được cuộn lại hoặc xếp chồng lên nhau từng lớp để tạo thành cấu trúc bên trong của tế bào. Các mẫu nhôm và đồng được hàn lần lượt trên dòng điện cực âm và cực dương.
Phương pháp hàn phổ biến nhất là hàn siêu âm, và một số nhà sản xuất có thể chọn hàn điện trở cho thiết kế của họ. Sau đó, ngăn xếp tế bào được chuyển đến vỏ bọc được thiết kế, hiện không có tiêu chuẩn nhất quán. Mỗi nhà sản xuất có sở thích của họ tùy thuộc vào mục đích của các tế bào. Vỏ bọc được đổ đầy chất điện phân trước khi niêm phong cuối cùng và hoàn thành quá trình sản xuất tế bào.
Vỏ bọc pin Lithium-ion được đổ đầy chất điện phân trước khi niêm phong (Nguồn: hidenanalytical.com)
- Kích hoạt điện hóa pin
Lớp giao diện điện phân rắn (SEI) ổn định có nhiệm vụ ngăn chặn sự tiêu thụ không thể đảo ngược của chất điện phân, đồng thời bảo vệ cực dương của pin khỏi hiện tượng quá điện trong quá trình sạc nhanh. Điều này có thể dẫn đến việc hình thành các đuôi gai Li. Quá trình hình thành và lão hóa pin xảy ra do quá trình sạc các tế bào đến một điện áp tương đối thấp (khoảng 1,5V) để bảo vệ bộ thu dòng điện đồng khỏi việc bị ăn mòn. Sau đó sẽ diễn ra 1 phiên nghỉ ngơi nhằm làm ướt chất điện phân.
Các tế bào khi được sạc hoặc xả ở tỷ lệ thấp khoảng C/20. Sau đó tốc độ sạc/xả sẽ tăng dần từ từ để đảm bảo tạo một lớp SEI ổn định trên bề mặt cực dương. Khí được tạo ra từ quá trình hình thành sẽ tạo ra một lượng khí và cần được thải ra ngoài để đảm bảo an toàn. Sau khi kết thúc hoặc trong chu kỳ hình thành, các tế bào đã được lưu trữ trên các kệ lão hóa để làm ướt hoàn toàn chất điện phân và ổn định SEI.
Một bước khử khí khác được sắp xếp trước khi các tế bào cuối cùng được niêm phong cho các ứng dụng trong về sau. Tùy thuộc vào quy trình hình thành và nhiệt độ lão hóa, bước này thường kéo dài trong vài tuần.
3. Tương lai của công nghệ chế tạo pin Lithium
Hiện nay, công nghệ chế tạo pin Lithium đang được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, giao thông vận tải và cả y tế, quân sự. Tuy nhiên khi đánh giá về các công nghệ chế tạo pin có thể thay thế cho pin Lithium, các chuyên gia cho biết rằng: Hiện có những vật liệu và chất hóa học sử dụng cho chế tạo pin đang được phát triển ngoài chuẩn pin Li-ion, bao gồm các công nghệ dựa trên lithium-lưu huỳnh, natri, magie (Li/S, Na, Mg).
Những điều này chắc chắn sẽ đem lại những lợi ích nhất định so với công nghệ pin Li-ion hiện tại về mật độ năng lượng hoặc chi phí sau khi được thương mại hóa. Tuy nhiên, mức độ phát triển của công nghệ này vẫn còn thấp so với Li-ion ở thời điểm hiện tại. Do đó, cần phải có những bước đột phá hơn nữa từ vật liệu có thể sử dụng để chế tạo pin cạnh tranh với pin Li-ion.
Công nghệ pin Lithium-ion hiện tại có tính thương mại hóa cao (Nguồn: rdworldonline.com)
Thực tế tại thời điểm này, chuẩn pin Li/S vẫn chưa sẵn sàng để được thương mại hóa do khoảng cách giữa sản xuất thực tế và nghiên cứu vẫn khá lớn. Ngoài ra, các nghiên cứu thúc đẩy giảm lượng khí thải carbon và phát triển sản xuất các nguồn năng lượng bền vững như năng lượng mặt trời và gió, kết hợp với thiết bị lưu trữ như pin cũng đang được kỳ vọng có thể thay thế pin Li-ion. Việc đổi mới của quá trình lựa chọn vật liệu, thiết kế và công nghệ sản xuất pin thay thế cho pin Li-ion là tất yếu, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng lớn hơn.
Các vật liệu mới như polyme rắn, gốm và chất điện phân thủy tinh cho phép pin thể rắn và các quy trình sản xuất pin mới thân thiện với môi trường sẽ loại bỏ việc sử dụng các dung môi độc hại đang được sử dụng trong quá trình sản xuất pin Li-ion.
4. VinFast ứng dụng công nghệ chế tạo pin Lithium như thế nào?
Các sản phẩm xe máy điện và ô tô điện thông minh của VinFast sử dụng pin Lithium cao cấp được sản xuất bởi sự hợp tác với hãng LG Chem, đơn vị nổi tiếng thế giới trong lĩnh vực phát triển công nghệ pin tiên tiến bậc nhất. Hệ thống pin Lithium của xe điện VinFast đạt tiêu chuẩn quốc tế, thân thiện môi trường, bảo hành ưu việt 3 năm không giới hạn số kilomet trên toàn hệ thống showroom, đại lý của VinFast, đảm bảo tuổi thọ sử dụng bền bỉ lên tới 5 năm.
Dưới đây là một số thông tin đặc điểm pin Lithium trang bị cho từng dòng xe máy điện, ô tô điện VinFast dành cho khách hàng tham khảo trước khi lựa chọn bộ sản phẩm phù hợp.
4.1. Xe máy điện VinFast Theon
Xe máy điện VinFast Theon cao cấp được trang bị công nghệ chế tạo pin Lithium hàng đầu. Hệ thống pin sử dụng cell pin của Samsung và ứng dụng công nghệ Pack Pin tiên tiến do VinFast nghiên cứu và phát triển, đạt tiêu chuẩn Châu Âu ECE R136 và tiêu chuẩn Mỹ UL 227.
Để đảm bảo năng lượng hoạt động mạnh mẽ và bền bỉ, xe VinFast Theon sử dụng cụm 2 viên pin thế hệ mới chạy song song, có tổng trọng lượng đạt 19kg/2 pin, tổng dung lượng là 49,6 Ah/2 pin. Pin xe máy điện Theon cho quãng được hoạt động tối đa lên đến 101km/1 lần sạc đầy (với vận tốc trung bình 30km/h).
Pin Lithium trên VinFast Theon hỗ trợ khả năng sạch nhanh từ 0 - 100% chỉ mất 5,5 - 6 giờ. Tuổi thọ thế hệ pin mới này lên tới 2.000 lần sạc mà vẫn đảm bảo 70% dung lượng hoạt động ưu việt. Pin đạt chuẩn chống nước IP67, an toàn khi di chuyển trong điều kiện trời mưa hoặc được ngập nước dưới 1m trong khoảng 30 phút.
Xe máy điện VinFast Theon cao cấp sử dụng công nghệ chế tạo pin Lithium (Nguồn: vinfastauto.com)
4.2. Xe máy điện VinFast Ludo
Xe máy điện VinFast Ludo vóc dáng gọn nhẹ, trẻ trung sử dụng viên pin Lithium-ion được cung cấp bởi thương hiệu sản xuất pin LG Chem cho chất lượng vượt trội. Vị trí pin được đặt dưới yên xe, có khối lượng chỉ 7,8Kg/pin. Dung lượng pin danh định đạt 22Ah, sạc đầy mất 4,8 giờ và cho phép di chuyển quãng đường lên tới 75 km sau khi sạc đầy.
Hệ thống pin xe máy điện VinFast Ludo được trang bị chế bảo vệ và chuẩn chống nước IP67, giúp bạn yên tâm di chuyển trong những ngày đường mưa ngập mà không lo ảnh hưởng đến pin hay động cơ xe.
Xe máy điện VinFast Ludo vóc dáng gọn nhẹ, trẻ trung và hoạt động bền bỉ (Nguồn: vinfastauto.com)
4.3. Xe máy điện VinFast Impes
Tương tự như VinFast Ludo, thiết kế thể thao và tính năng vận hành mạnh mẽ và tính năng vận hành mạnh mẽ là lựa chọn lý tưởng cho học sinh, sinh viên. Xe máy điện VinFast Impes sử dụng chuẩn pin Lithium-ion được VinFast và LG Chem hợp tác sản xuất. Viên pin Lithium có trọng lượng 7,8kg, được đặt dưới bệ để chân.
Vậy đánh giá pin xe máy điện VinFast có tốt không? Xe máy điện VinFast Impes đạt tiêu chuẩn chống nước IP67, có khả năng di chuyển ngay cả trong điều kiện trời mưa, trên đường ngập sâu 0,5m trong khoảng 30 phút. Dung lượng pin xe máy điện Impes đạt 22Ah, cho phép di chuyển quãng đường tối đa lên tới 70km sau 1 lần sạc đầy. Thời gian để sạc đầy viên pin nhanh chóng, chỉ mất 4,8 giờ. Khách hàng cũng có thể dễ dàng đổi xe trên toàn quốc chỉ mất 3 phút.
4.4. Xe máy điện VinFast Klara S
Xe máy điện VinFast Klara S hiện đại được trang bị công nghệ pin Lithium-ion tiên tiến có dung lượng cao, công suất lớn và vận hành bền bỉ. VinFast Klara S được trang bị 2 viên pin Lithium cung cấp bởi LG Chem, tổng dung lượng đặt 22Ah và trong lượng 7,8kg/1 pin.
Sau khi sạc đầy, pin xe Klara S có thể di chuyển quãng đường tối đa lên tới 120km. Tuổi thọ pin đạt 1.000 chu kỳ vòng sạc, giúp tiết kiệm 50% chi phí vận hành và bảo dưỡng phương tiện so với xe máy chạy xăng. Ngoài ra, xe máy điện VinFast Klara S đạt tiêu chuẩn chống nước IP57, cho phép pin và động cơ có thể hoạt động bình thường trong điều kiện ngập nước tới 0,5m trong thời gian nửa giờ.
4.5. Xe ô tô điện VinFast VF e34
Chiếc xe ô tô điện VinFast VF e34 thông minh đầu tiên của Việt Nam được phát triển bởi VinFast. Ô tô điện VF e34 sử dụng Lithium-ion (NCA) với dung lượng đạt 42kWh, đi kèm 2 chế độ sạc nhanh và sạc tiêu chuẩn. Với chế độ sạc tiêu chuẩn thông thường, pin VinFast VF e34 được sạc đầy trong khoảng 8 giờ và quãng đường di chuyển tối đa đạt khoảng 285km/1 lần sạc đầy (theo chuẩn NEDC). Với chế độ sạc nhanh của VinFast, sau khoảng 18 phút sạc pin ô tô điện VF e34 cho phép đi được quãng đường khoảng 180km.
Xe ô tô điện VinFast VF e34 thông minh đầu tiên của Việt Nam được phát triển bởi VinFast (Nguồn: vtc.vn)
Khách hàng có thể dễ dàng sạc xe ô tô điện VF e34 tại nhà hoặc sạc nhanh tại hệ thống hơn 40.000 cổng sạc cho ô tô và xe máy điện trên toàn quốc được VinFast dự kiến triển khai trong năm 2021. Ô tô điện VF e34 còn được trang bị chuẩn chống nước IP67 cao cấp, đảm bảo hoạt động bền bỉ của động cơ chống nước.
Công nghệ chế tạo pin Lithium tiên tiến hứa hẹn đem đến rất nhiều trải nghiệm tuyệt vời trên những mẫu xe máy điện và ô tô điện VinFast. Chắc chắn đây sẽ là lựa chọn hàng đầu cho các phương tiện giao thông xanh cho bạn và gia đình. Khách hàng hãy đến các showroom, đại lý của VinFast trên toàn quốc hoặc truy cập website phân phối sản phẩm chính thức của VinFast để được tư vấn hỗ trợ.
Nguyễn Thị Cẩm Tú Chuyên viên truyền thông
Mục Xe máy điện
19.08.2021
Chia sẻ bài viết nàyFacebookTwitterEmailLinkedIn
8,864
Công ty11.11.2021
VinFast mang “Tương lai của di chuyển” đến Los Angeles Auto Show 2021
5,969
Công ty27.07.2021
Vingroup bổ nhiệm ông Michael Lohscheller làm Tổng giám đốc VinFast Toàn cầu
5,059
Công ty05.04.2021
VinFast thắng lớn, giành 3 giải nhất trong Bình chọn “Xe của năm 2021” tại Việt Nam
Những tin tức khác dành cho bạn
559
Xe máy điện23.07.2021
Chính sách mua xe máy điện VinFast trả góp 0% lãi suất
65
Xe máy điện07.12.2021
Hướng dẫn mua xe máy điện VinFast trả góp 2021
334
Xe máy điện23.07.2021
Giải đáp các câu hỏi về bảo dưỡng xe máy điện VinFast
545
Xe máy điện01.06.2021
Smart key là gì? Hướng dẫn sử dụng chìa khóa điện tử xe máy
792
Xe máy điện08.06.2021
Các loại lốp xe máy phổ biến trên thị trường và cách đọc thông số lốp
301
Xe máy điện01.09.2021
Quy trình và thủ tục sang tên xe máy điện VinFast theo quy định
[image]
GIỚI THIỆU
XE Ô TÔ
XE MÁY ĐIỆN
TIN TỨC NỔI BẬT
HỖ TRỢ
PHÁP LÝ
HỆ SINH THÁI
[
1900 23 23 89
](tel:1900 23 23 89)
cskh@vinfast.vn
Ngôn ngữ
VN
Kết nối với VinFast
Công ty TNHH Kinh doanh thương mại và Dịch vụ VinFast
VinFast. All rights reserved. © Copyright 2020
Số đăng ký kinh doanh:0108926276
Đăng ký lần đầu: Ngày 01 tháng 10 năm 2019
Đăng ký thay đổi lần thứ 3: Ngày 17 tháng 03 năm 2020
Nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư Thành phố Hà Nội
Địa chỉ:Số 7, đường Bằng Lăng 1, Khu đô thị sinh thái Vinhomes Riverside, Phường Việt Hưng, Quận Long Biên, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Mong chờ tin vui sớm của bác <3
Game CGV lớn chứ k vừa…
1 Likes
Mai vao thêm từ sớm …hy vọng vẫn được giá thơm…
1 Likes
Đè gom cho e lên vũ trụ
Ko gom hơi phí…
tôi mua 5k cổ từ gần 2 tháng nay rồi mà nó vẫn nằm im mặc kệ thị trường, biết bao giờ mới ngồi dậy đi lại cho đỡ tủi đây :))
Trong tuần nay… Bác cư yên tâm đi…đủ chỗ tàu chạy một mạch…
Sản xuất pin từ chai thủy tinh tái chế Cập nhật, 12:06, Thứ Bảy, 29/04/2017 (GMT+7) Bất chấp việc triển khai nhiều chương trình tái chế rác thải, mỗi năm vẫn có hàng tỉ chai thủy tinh bị vứt đi. Điều này đã thôi thúc các nhà khoa học Mỹ nghiên cứu và tìm ra phương pháp giúp chuyển đổi hợp chất silicon dioxide (SiO2) trong chai thủy tinh thành các hạt nano silicon có độ tinh khiết cao, dùng chế ra loại pin lithium-ion mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều gấp 4 lần loại pin thông thường. Quy trình xử lý từ chai thủy tinh thành các hạt nano silicon dùng làm điện cực dương của pin lithium-ion mới. Quy trình xử lý từ chai thủy tinh thành các hạt nano silicon dùng làm điện cực dương của pin lithium-ion mới. Thông thường, pin lithium-ion có chứa 2 điện cực – bao gồm điện cực âm được làm từ lithium và điện cực dương làm từ carbon. Trong khi đó, loại pin do nhóm nghiên cứu thuộc Đại học California, Riverside (UCR) sáng chế có cực dương làm từ vật liệu silicon. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng quy trình 3 bước. Đầu tiên, họ nghiền vỏ chai thành bột trắng mịn rồi trộn với magiê, sau đó đun nóng hỗn hợp trên bằng phản ứng hóa học, và cuối cùng là phủ carbon lên hỗn hợp để cho ra các hạt nano silicon. Toàn bộ quy trình xử lý làm cho các hạt nano silicon ổn định hơn và tăng khả năng lưu trữ năng lượng.
Thứ ba, 14/12/2021 | 22:58 GMT+7 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Sử dụng thủy tinh làm điện cực cho pin 04/02/2015 Các nhà hóa học và các nhà khoa học vật liệu tại ETH Zurich đã phát triển một loại thủy tinh có thể được sử dụng làm vật liệu điện cực cho pin lithi-ion, có khả năng đưa đến một cải tiến đáng kể công suất và mật độ năng lượng của loại pin này. Pin lithi-ion hiện rất tốt, nhưng không đủ tốt nếu hệ thống năng lượng trong tương lai của chúng ta dựa vào năng lượng điện. Các nhà hóa học và các nhà khoa học vật liệu tại ETH Zurich đã phát triển một loại thủy tinh có thể được sử dụng làm vật liệu điện cực cho pin lithi-ion, có khả năng đưa đến một cải tiến đáng kể công suất và mật độ năng lượng của loại pin này. Gần đây, các chuyên gia năng lượng đã khẳng định rằng chúng ta sẽ cần nhiều năng lượng sạch hơn trong tương lai nếu chúng ta muốn thay thế các nguồn nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải CO2, ví dụ, xe ô tô điện sẽ thay thế cho những chiếc xe chạy bằng xăng. Tuy nhiên, để xe ô tô điện vận hành ở các khoảng cách lớn hơn hay pin điện thoại di động dùng được lâu hơn, chúng ta cần các loại pin tốt hơn. Trong quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo, pin cũng đóng một vai trò quan trọng trong lưu trữ năng lượng dư thừa từ các tuabin gió hay các nhà máy điện mặt trời và bù cho các biến động trong việc cung cấp năng lượng. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các loại vật liệu mới có mật độ năng lượng và công suất sạc cao hơn, nhưng không nặng hơn hay lớn hơn những vật liệu đang được sử dụng trong pin lithi-ion hiện nay. Các loại pin hiện nay cung cấp một nguồn năng lượng đáng tin cậy cho điện thoại thông minh, ô tô điện và máy tính xách tay, nhưng không thể bắt kịp được những yêu cầu ngày càng tăng đối với chúng. TS. Semih Afyon, một nhà khoa học tại Viện Vật liệu điện hóa, tổng hợp ý tưởng cơ bản đó để nghiên cứu pin: “Những gì chúng ta cần là ngành hóa học và các hợp chất mới để có được loại pin an toàn, tuổi thọ dài hơn và tốt hơn”. Vật liệu thủy tinh borat vanađat mới này có thể gần như tăng gấp đôi công suất của pin lithi-ion. Hạt thủy tinh thay thế cho tinh thể Các nhà nghiên cứu ETH do Afyon và Reinhard Nesper, Giáo sư hóa học dẫn dắt, mới đây đã có một khám phá mới. Trong suốt nhiều năm nghiên cứu, họ đã tìm ra một loại vật liệu có thể có tiềm năng tăng gấp đôi công suất của pin đó là thủy tinh vanađat-borat. Các nhà nghiên cứu sử dụng thủy tinh này làm vật liệu catôt, như báo cáo gần đây trên tạp chí Scientific Reports. Vật liệu này được làm bằng các tiền chất lithi-borat (LiBO2) và oxit vanađi (V2O5) và được phủ bằng graphit oxit đã được khử (RGO) để tăng cường các tính chất điện cực của vật liệu. Các nhà nghiên cứu sử dụng một hợp chất dựa trên vanađi vì vanađi là một kim loại chuyển tiếp có các trạng thái oxy hóa khác nhau, có thể được khai thác để đạt được các công suất cao hơn. Ở dạng tinh thể, vanađi pentoxit có thể lấy ba ion lithi tích điện dương - gấp ba lần so với các vật liệu hiện nay được sử dụng trong catôt, như photphat sắt lithi. Tuy nhiên, pentôxit vanađi tinh thể không thể giải phóng tất cả các ion lithi được chèn vào và chỉ cho phép một vài chu kỳ sạc/xả ổn định. Điều này là vì khi các ion lithi thâm nhập vào mạng tinh thể trong suốt quá trình tải, mạng này giãn ra. Kết quả là, một hạt điện cực phồng lên, tức là nó tăng khối lượng chỉ để thu nhỏ lại khi các điện cực rời bỏ hạt này. Quá trình này có thể dẫn đến những bất ổn định trong vật liệu điện cực về những thay đổi cấu trúc và mất tiếp xúc. Do đó các nhà nghiên cứu phải tìm một cách để giữ lại cấu trúc của vật liệu ban đầu trong khi tối đa hóa công suất và đồng thời duy trì khả năng của nó để “lấy” các điện cực, đó là cách họ nghĩ ra ý tưởng sử dụng vanadi dưới dạng thủy tinh chứ không phải dưới dạng tinh thể. Trong thủy tinh, một loại vật liệu được gọi là “vô định hình”, các nguyên tử không tự sắp xếp trong một mạng đều đặn như khi chúng ở trong trạng thái tinh thể. Thay vào đó, các nguyên tử tồn tại trong trạng thái hỗn loạn. Phương pháp sản xuất đơn giản và với giá thành thấp Để sản xuất vật liệu catôt, Afyon và các đồng nghiệp của ông trộn bột vanađi pentoxit với các hợp chất borat. “Borat là chất tạo thủy tinh; đó là lý do tại sao các hợp chất borat được sử dụng và các hợp chất thủy tinh thu được là một loại vật liệu mới, không phải V2O5 hay LiBO2”, các nhà nghiên cứu cho biết. Nhóm nghiên cứu làm tan chảy bột này ở nhiệt độ 900oC và nhanh chóng làm mát chất tan để tạo thành thủy tinh. Các tấm mỏng như tờ giấy thu được sau đó được nghiền thành bột trước khi sử dụng, do đó làm tăng diện tích bề mặt của chúng và tạo ra khoảng trống. “Một lợi thế lớn của thủy tinh vanađa-borat là việc sản xuất loại thủy tinh này rất đơn giản và không tốn kém”, Afyon nói. Điều này được kỳ vọng sẽ tăng cơ hội cho một ứng dụng công nghiệp. Để sản xuất một điện cực hiệu quả, các nhà nghiên cứu đã phủ lên bột vanađa-borat bằng RGO. Điều này làm tăng độ dẫn điện, trong khi đồng thời bảo vệ các hạt điện cực nhưng không cản trở các điện cực và các ion lithi khi chúng được vận chuyển qua các điện cực này. Afyon sử dụng bột thủy tinh vanađa-borat để làm catôt pin, sau đó ông đưa vào các nguyên mẫu pin hình đồng xu để thực hiện nhiều chu kỳ sạc/xả. Tăng gấp đôi công suất Trong các thử nghiệm ban đầu với các điện cực vanađa-borat không được làm bằng vật liệu phủ RGO, công suất xả giảm mạnh sau 30 chu kỳ sạc/xả, khi tốc độ dòng tăng lên đến 400 mA/gr. Ngược lại, khi các lớp phủ RGO được sử dụng, công suất này khá ổn định ở các mức cao và nó vẫn duy trì nhất quán ở mức độ cao sau hơn 100 chu kỳ sạc/xả. Pin có điện cực thủy tinh vanađa-borat phủ RGO có mật độ năng lượng khoảng 1.000 watt-giờ/kg. Nó đạt được công suất xả vượt hơn 300 mAh/g. Ban đầu, con số này thậm chí còn đạt 400 mAh/g, nhưng chu kỳ sạc/xả thấp. Afyon ước tính: “Pin này có thể cấp điện cho một chiếc điện thoại di động lâu hơn từ 1,5 đến 2 lần so với pin lithi-ion hiện nay”. Điều này cũng có thể làm tăng phạm vi của ô tô chạy điện lên 1,5 lần phạm vi tiêu chuẩn. Tuy nhiên, những con số này vẫn còn là lý thuyết. Bằng sáng chế và phát triển hơn nữa Các nhà nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho vật liệu mới của họ. Họ cũng đã làm việc với các đối tác công nghiệp để phát triển hơn nữa. “Trọng tâm của chúng tôi là các ứng dụng thực tế, cũng như nghiên cứu cơ bản”, các nhà nghiên cứu cho biết. Một khái niệm mới thường mất khoảng 10-20 năm để có được một chỗ đứng trên thị trường. Các kết quả tích cực của thủy tinh vanađa-borat đã khuyến khích họ tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực này. Afyon hiện đang làm việc như một nhà lãnh đạo dự án trong một côngxoocxiom nghiên cứu do Jennifer Rupp, Giáo sư vật liệu điện dẫn dắt, tập trung vào việc phát triển pin trạng thái rắn có tính chất đổi mới. Nhóm đã sử dụng và thử nghiệm điện cực vanađa-borat trong hệ thống này và bước tiếp theo là tối ưu hóa hệ thống. Đặc biệt, họ phải tăng số chu kỳ sạc/xả đáng kể, có thể đạt được bằng cách cải thiện các thiết kế pin và điện cực cũng như bằng cách sử dụng các lớp phủ khác chứ không phải là giảm graphite oxit. Pin lithi-ion hoạt động như thế nào Pin lithi-ion hiện nay gồm hai điện cực - một điện cực catôt và một điện cực anôt. Điện cực anôt thường được làm bằng than chì, điện cực catốt được làm bằng các oxit kim loại như coban oxit. Các ion lithi đi vào những vật liệu này trong các quá trình sạc/xả. Hai điện cực được ngăn cách bởi bức tường điện tử chỉ cho phép các ion lithi di chuyển giữa hai điện cực, nhưng không cho phép các điện tử. Trong thời gian xả của pin, các ion lithi chuyển từ anôt sang catôt. Do các điện tử không đi qua được, chúng phải đi đường vòng qua một thiết bị điện tử, được cấp điện bởi dòng điện tử này. Các điện tử và ion lại gặp nhau trong catôt. Khi pin đang sạc, các ion và điện tử buộc phải chảy theo hướng ngược lại. Để pin hoạt động hiệu quả và trong một thời gian dài, các ion cần có thể di chuyển vào và ra các vật liệu điện cực dễ dàng. Hình dạng và kích thước của vật liệu điện cực không nên thay đổi nhiều trong quá trình hấp thụ và giải phóng định kỳ các ion.