Theo thông tin từ Science and Technology Daily, vật liệu mới là tấm cách nhiệt dựa trên silica aerogel, được thiết kế nhằm làm chậm quá trình truyền nhiệt giữa các cell pin lithium-ion khi xảy ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt.
Trong các sự cố pin xe điện, nhiệt độ của một cell có thể tăng vọt chỉ trong vài giây và nhanh chóng lan sang các cell xung quanh. Giải pháp mới đóng vai trò như một "tường lửa", giúp ngăn chặn hoặc trì hoãn quá trình lan nhiệt này.
Kết quả thử nghiệm cho thấy, khi tiếp xúc với mức nhiệt 1.000°C trong vòng 5 phút, tấm vật liệu dày 2,3 mm vẫn giữ được nhiệt độ ở mặt đối diện dưới 100°C. Đáng chú ý, khả năng cách nhiệt của vật liệu có thể duy trì trong tối đa 2 giờ.
So với các vật liệu aerogel trước đây chỉ hoạt động hiệu quả ở khoảng 300°C – thấp hơn nhiều so với mức nhiệt 650–1.000°C khi pin bốc cháy – phiên bản mới đã nâng ngưỡng chịu nhiệt lên tới 1.300°C.
Cấu trúc của aerogel gồm mạng lưới nano xốp với khoảng 99% là không khí, giúp hạn chế dẫn nhiệt. Nhóm nghiên cứu đã cải tiến bằng cách gia cố cấu trúc này và điều chỉnh điều kiện xúc tác trong quá trình tổng hợp để tăng khả năng chịu nhiệt.
Ngoài ra, để khắc phục nhược điểm giòn, vật liệu được thiết kế có độ đàn hồi cao, có thể nén hơn 90% mà vẫn giữ được sự ổn định cấu trúc. Điều này phù hợp với môi trường hoạt động của pin, nơi các cell thường xuyên giãn nở và co lại.
Về sản xuất, nhóm nghiên cứu đã tối ưu quy trình sấy CO₂ siêu tới hạn, đồng thời cải thiện hiệu quả bằng cách thu hồi dung môi với tỷ lệ tái sử dụng ethanol vượt 99,5%, giúp giảm hơn một nửa chi phí vật liệu. Những cải tiến này cho phép công nghệ chuyển từ quy mô phòng thí nghiệm sang sản xuất công nghiệp.
Hiện vật liệu aerogel đã được ứng dụng trong hệ thống pin của các hãng như CATL, BYD, Sungrow và Xiaomi. Ngoài lĩnh vực xe điện, vật liệu này còn có tiềm năng sử dụng trong hàng không vũ trụ và các môi trường công nghiệp nhiệt độ cao.
Song song với đó, công nghệ pin cũng đang có nhiều bước tiến đáng chú ý. Pin natri-ion đang chuyển sang các loại cathode chi phí thấp hơn, tuổi thọ cao hơn. Trong khi đó, Svolt thuộc Great Wall Motor đã bắt đầu sản xuất hàng loạt pin PHEV dung lượng 80 kWh – thuộc nhóm lớn nhất từng được công bố cho dòng xe hybrid sạc điện.
Bình luận
0