Phát minh pin lithium-ion có thể giãn nở thêm 5.000%
Nhắc đến pin, có lẽ bạn không nghĩ pin có thể co giãn được. Nhưng pin sẽ cần tính chất này để tích hợp vào các thiết bị điện tử linh hoạt.
Loại pin lithium-ion với các thành phần hoàn toàn có thể co giãn - Ảnh: ACS Energy LettersTrên tạp chí ACS Energy Letters, các nhà nghiên cứu Trung Quốc mới đây công bố một loại pin lithium-ion với các thành phần hoàn toàn có thể co giãn, bao gồm cả lớp điện phân có thể giãn nở đến 5.000% và vẫn giữ được khả năng lưu trữ điện sau gần 70 chu kỳ sạc/xả.
Hiện nay, các thiết bị điện tử có thể uốn cong và kéo giãn cần pin có các tính chất tương tự. Hầu hết các nhà nghiên cứu đã cố gắng tạo ra các loại pin như vậy bằng cách sử dụng vải dệt dẫn điện, hoặc các thành phần cứng được gấp thành các hình dạng có thể mở rộng, giống như origami.
Nhưng để có một viên pin thực sự dễ uốn dẻo, mỗi phần - các điện cực thu thập điện tích và lớp điện phân ở giữa cân bằng điện tích - phải đàn hồi. Cho đến nay, các nguyên mẫu pin thực sự co giãn có độ đàn hồi vừa phải, quy trình lắp ráp phức tạp hoặc khả năng lưu trữ năng lượng hạn chế, đặc biệt là theo thời gian với việc sạc và xả lặp đi lặp lại.
Việc lưu trữ năng lượng hạn chế có thể do kết nối yếu giữa lớp điện phân và các điện cực, hoặc sự không ổn định của điện phân dạng lỏng, có thể di chuyển khi pin thay đổi hình dạng.
Vì vậy, thay vì sử dụng chất lỏng, giáo sư Wen-Yong Lai và các đồng nghiệp tại Đại học Bưu chính Viễn thông Nam Kinh muốn tích hợp chất điện phân vào một lớp polymer được hợp nhất giữa hai màng điện cực linh hoạt, để tạo ra một dạng pin hoàn toàn rắn nhưng có thể co giãn.
Để tạo các điện cực cho pin hoàn toàn đàn hồi, nhóm đã trải một lớp mỏng keo dẫn điện chứa các dây nano bạc, carbon đen và các vật liệu cực dương hoặc cực âm dựa trên lithium lên một tấm. Sau đó, một lớp polydimethylsiloxane - vật liệu linh hoạt thường được sử dụng trong kính áp tròng, được phủ lên trên lớp dán.
Ngay trên lớp phim này, các nhà nghiên cứu đã thêm muối lithium, một chất lỏng dẫn điện cao và các thành phần để tạo ra một polymer co giãn.
Khi được kích hoạt bằng ánh sáng, các thành phần này kết hợp để tạo thành một lớp rắn, dẻo như cao su có khả năng co giãn đến 5.000% chiều dài ban đầu, và có thể vận chuyển các ion lithium. Cuối cùng, chồng lên trên lớp phủ một lớp màng điện cực khác, và toàn bộ thiết bị được bao bọc trong một lớp phủ bảo vệ.
Pin mới ưu việt, nhưng vẫn cần cải tiến
Khi so sánh thiết kế pin rắn co giãn với một thiết bị tương tự sử dụng chất điện phân lỏng truyền thống, phiên bản pin mới có dung lượng sạc đầy trung bình cao hơn khoảng sáu lần ở tốc độ sạc nhanh. Tương tự, pin rắn duy trì dung lượng ổn định hơn trong suốt 67 chu kỳ sạc và xả.
Trong các nguyên mẫu khác được chế tạo với điện cực rắn, điện phân polymer duy trì hoạt động ổn định trong hơn 1.000 chu kỳ, với dung lượng giảm 1% trong 30 chu kỳ đầu tiên, so với mức giảm 16% đối với chất điện phân lỏng.
Vẫn còn những cải tiến cần được thực hiện, nhưng cách mới để tạo ra pin rắn, có thể co giãn hoàn toàn này là một bước tiến triển vọng cho các thiết bị đeo hoặc cấy ghép có thể uốn cong và di chuyển cùng với cơ thể.
Xã Thổ Châu lần đầu tiên xuất hiện thuỷ triều đỏ
13:10 13/06/2024Người dân địa phương ghi nhận được cảnh thuỷ triều đỏ xuất hiện ở khu vực bãi Mun (Thổ Châu, Phú Quốc), lan rộng ước khoảng 1.000m2.
Đàn cá voi sát thủ nhấn chìm du thuyền dài 15 m
12:50 16/05/2024Đàn cá voi sát thủ chuyên tấn công tàu thuyền ở tây nam châu Âu nhấn chìm một du thuyền lớn ở eo biển Gibraltar sau khi làm thủng thân tàu.
Bí ẩn ngôi mộ bất khả xâm phạm dưới đáy hồ được bảo vệ bởi 3.000 thanh kiếm
08:00 29/05/2023Ngôi mộ cổ dưới nước này nằm ở Giang Tô, Trung Quốc. Nó được xây dựng từ hơn 2.500 năm trước. Ngôi mộ dưới nước Theo những lời đồn truyền miệng trước đây, bên trong ngôi mộ giấu hơn 3.000 thanh kiếm quý hiếm. Mặc dù ngôi mộ có rất nhiều kho báu bên trong nhưng nhiều kẻ tìm cách đột nhập đều bó tay. Vậy ngôi mộ này là của ai? Ngôi mộ đặc biệt này là của vị vua thứ 24 của nước Ngô - Hạp Lư. Theo lịch sử Trung Quốc, nước Ngô là một trong những chư...
Hệ thống pin khổng lồ xây từ hai hồ nước
07:40 05/09/2023Pin nước được xây từ hai hồ chứa chênh lệch độ cao, có thể tích trữ và cung cấp điện cho 900.000 ngôi nhà.
Chủ kênh YouTube Việt 'thiệt hại chục triệu USD' vì bản quyền
11:20 13/06/2024Sconnect, đơn vị đứng sau nhân vật hoạt hình Wolfoo, nói YouTube 'đánh bản quyền vô căn cứ' khiến thiệt hại hàng chục triệu USD.
Tra cứu thông tin tên miền qua đầu số 156 để tránh sập bẫy lừa đảo
21:00 01/03/2023Thông qua đầu số 156, người dùng Internet Việt Nam có thể chủ động rà soát, kiểm tra các tên miền lạ để không trở thành nạn nhân của những...
Phát hiện mới về sự sống ban đầu trên Trái đất
11:10 18/07/2024Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tiết lộ những hiểu biết mới về hệ sinh thái sơ khai nhất của Trái đất và đi đến một kết quả đáng kinh ngạc.
Xử nghiêm mọi vi phạm mới mong có văn minh giao thông
17:40 12/05/2024Một trong những động lực cơ bản của việc tuân thủ pháp luật là nỗi sợ bị trừng phạt khi vi phạm.
Bình Định sẽ có đường mang tên các nhà khoa học đoạt giải Nobel
23:00 17/05/2023Thời gian tới, một số con đường ở TP Quy Nhơn sẽ mang tên các nhà khoa học đoạt giải Nobel đã đến Trung tâm Quốc tế Khoa học và Giáo dục liên ngành (ICISE, TP Quy Nhơn, tỉnh Bình Định).
