Thời lượng pin luôn là một trong những thách thức lớn nhất đối với các thiết bị hiện đại, từ smartphone đến thiết bị đeo thông minh. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Surrey (Anh) đã phát triển một thiết kế pin lithium-ion mới có khả năng cải thiện đáng kể vấn đề này mà không làm giảm độ bền.
Công nghệ pin mới sử dụng một loại cực dương được cải tiến giúp lưu trữ năng lượng lớn hơn so với các thiết kế truyền thống. Dựa trên công nghệ pin silicon-carbon hiện có, điểm nổi bật của thiết kế này nằm ở cách sử dụng silicon. Mặc dù pin silicon-carbon có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với pin lithium-ion thông thường, chúng cũng gặp phải một nhược điểm lớn: silicon trong điện cực có thể giãn nở và nứt theo thời gian, dẫn đến sự xuống cấp nhanh chóng.
Để khắc phục vấn đề, nhóm nghiên cứu đã phát triển một cấu trúc mới mang tên “Ống nano carbon-silicon tích hợp theo chiều dọc”. Cấu trúc này sử dụng một khung đỡ linh hoạt làm từ các ống nano carbon phủ silicon giúp vật liệu giãn nở và co lại mà không bị gãy. Kết quả là, loại pin này có khả năng lưu trữ hơn 3.500 mAh mỗi gram, so với khoảng 370 mAh của pin than chì truyền thống, tương đương “có năng lượng gấp 9 lần”.
Ngoài việc tăng dung lượng, thiết kế mới còn duy trì tính ổn định qua nhiều chu kỳ sạc, vốn từ lâu đã là một thách thức lớn đối với các loại pin dung lượng cao. Đây là điều đặc biệt quan trọng vì các nhà sản xuất lớn như Apple và Samsung vẫn chưa áp dụng công nghệ pin silicon-carbon do lo ngại về độ tin cậy. Việc giãn nở và co lại liên tục có thể gây hư hỏng lâu dài, ảnh hưởng đến tuổi thọ, hiệu suất và độ an toàn của pin.
Thiết kế mới này giải quyết vấn đề đó bằng cách làm cho pin ổn định hơn. Nếu công nghệ mới hoạt động như mong đợi ngoài phòng thí nghiệm, nó có thể loại bỏ một trong những rào cản lớn nhất khiến các công ty lớn chưa thể áp dụng pin silicon-carbon. Cuối cùng, điều này có thể dẫn đến những chiếc smartphone và thiết bị đeo thông minh có thời gian sử dụng lâu hơn đáng kể mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy.
Kiến Tường - Digitaltrends
