Pin lithium thể rắn được coi là một trong những giải pháp lưu trữ năng lượng hứa hẹn nhất trong thập kỷ tới. Lý do, loại pin này cung cấp nhiều năng lượng hơn với cùng một thể tích, làm giảm kích thước pin. Chúng cũng có tính ổn định nhiệt tốt hơn, không bắt lửa và không có nguy cơ rò rỉ chất lỏng, giảm đáng kể nguy cơ tự bốc cháy và phát nổ.

固态锂电池被视为未来十年最具潜力的储能解决方案之一。这类电池在相同体积下可提供更高能量密度,从而缩小电池尺寸。其热稳定性更佳,不易起火且无液体泄漏风险,大幅降低了自燃和爆炸的风险。

Tuy nhiên, rào cản lớn về kỹ thuật của loại pin này là chất điện phân rắn khó hấp thụ những áp lực sinh ra từ sự giãn nở và co lại của lithium trong chu kỳ sạc. Những áp lực này có thể gây nứt hoặc tạo ra các dendrite - cấu trúc tí hon giống kim có khả năng làm đoản mạch - đặt ra thách thức lớn cho việc công nghiệp hóa pin thể rắn.

然而,该电池的主要技术瓶颈在于固态电解质难以吸收充放电过程中锂金属膨胀收缩产生的压力。这些压力会导致裂纹或形成枝晶(类似微小针状结构,可能引发短路),成为固态电池工业化的重要挑战。

Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Science hôm 18/4, nhóm nhà khoa học từ Đại học Đồng Tế và Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung phát hiện rằng thất bại của pin thể rắn liên quan đến độ mỏi chu kỳ của cực anode kim loại lithium. Họ cũng nhận thấy, độ mỏi này tuân theo những nguyên tắc cơ học rõ ràng, giống như việc uốn cong một chiếc kẹp giấy nhiều lần sẽ khiến nó yếu dần và gãy.

在4月18日发表于《科学》杂志的最新研究中,同济大学和华中科技大学的团队发现,固态电池的失效与金属锂阳极的循环疲劳密切相关。这种疲劳遵循明确的力学原理,类似于反复弯折回形针会使其逐渐弱化断裂。

"Công trình này chứng minh tầm quan trọng của độ mỏi trong hiệu suất của cực anode kim loại lithium trong pin thể rắn", Jagjit Nanda và Sergiy Kalnaus, hai nhà khoa học pin của Mỹ, nhận xét về nghiên cứu.

美国电池科学家贾吉特南达(Jagjit Nanda)和谢尔盖卡尔瑙斯(Sergiy Kalnaus)评价称:“该研究证明了循环疲劳对固态电池金属锂阳极性能的关键影响。”

Việc xác định được cơ chế dẫn đến sự thất bại của pin lithium thể rắn có thể định hình lại tương lai của xe điện. Phát hiện mới cung cấp một cơ sở định lượng để dự đoán vòng đời của pin và mở ra những hướng đi mới để thiết kế hệ thống lưu trữ năng lượng lâu bền hơn.

明确固态锂电池的失效机制或将重塑电动汽车的未来。这一发现为预测电池寿命提供了量化依据,并为设计长寿命储能系统开辟了新路径。

Ngoài khắc phục rào cản kỹ thuật, Trung Quốc cũng nỗ lực giảm chi phí sản xuất pin thể rắn. Tháng 7 năm ngoái, nhóm chuyên gia từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) phát triển chất điện phân rắn Li7P3S7.5O3.5 (LPSO), hứa hẹn giúp giảm đáng kể giá thành loại pin này. Sự ra đời của chất điện phân rắn mới giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng Lithium sulfide (Li2S) đắt đỏ.

除技术突破外,中国也在努力降低固态电池成本。去年7月,中国科学技术大学(USTC)的专家团队开发出固态电解质 Li7P3S7.5O3.5(LPSO),有望大幅降低此类电池的成本。新型固态电解质的问世,使得昂贵的硫化锂(Li2S)不再是必需材料。

Pin thể rắn có thể sử dụng oxit hoặc sulfide làm cực cathode để tăng mật độ năng lượng. Do hiệu suất vượt trội, sulfide thường được coi là lựa chọn triển vọng nhất, nhưng chi phí cao vẫn là một vấn đề lớn.

固态电池可以使用氧化物或硫化物作为阴极,以提高能量密度。由于性能卓越,硫化物通常被视为最具潜力的选择,但高昂的成本仍是一个重大问题。
原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


Giá chất điện phân rắn sulfide thường vượt 195 USD/kg, cao hơn nhiều so với ngưỡng 50 USD/kg cần thiết để phổ biến rộng rãi. Chất điện phân mới được tổng hợp từ hai hợp chất giá rẻ, giúp giảm chi phí nguyên vật liệu xuống chỉ còn 14,42 USD/kg, bằng chưa đến 8% chi phí cho các chất điện phân rắn sulfide khác

硫化物固态电解质的价格通常超过195美元/千克,远高于广泛普及所需的50美元/千克的门槛。这种新型电解质由两种低成本化合物合成,将原材料成本降低至仅14.42美元/千克,还不到其他硫化物固态电解质成本的8%。

Một bộ pin thử nghiệm làm từ LPSO và kim loại lithium đã chứng minh được khả năng hoạt động ổn định hơn 4.200 giờ ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất dự kiến còn cải thiện hơn nữa và các nhà khoa học đang tích cực nỗ lực cho mục tiêu này.

固态电池可采用氧化物或硫化物作为阴极以提升能量密度。硫化物虽性能优越,但高昂成本仍是推广障碍。基于LPSO和金属锂的测试电池已实现在室温下稳定运行超4200小时,性能仍有提升空间。
原创翻译:龙腾网 https://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


Các nhà khoa học đang tăng cường hợp tác với những công ty pin hàng đầu để đẩy nhanh việc thương mại hóa công nghệ mới. Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã ký thỏa thuận hợp tác với BYD, * trung vào những lĩnh vực tiên tiến như pin thể rắn.

科学家们正在加强与头部电池企业的合作,以加速这项新技术的商业化。中国科学院深圳先进技术研究院已与比亚迪签署合作协议,聚焦于固态电池等前沿领域。