Language
Country/Area
No result found
Từ thế kỷ 19 đến thế kỷ 21: Những bước ngoặt đáng kinh ngạc nào trong lịch sử pin thể rắn?
Pin thể rắn (SSB) là loại pin sử dụng chất điện phân rắn để dẫn ion giữa các điện cực, có khả năng cung cấp mật độ năng lượng cao hơn so với pin thông thường sử dụng chất điện phân polyme dạng lỏng hoặc dạng gel. Kể từ khi phát hiện ra chất điện phân rắn lần đầu tiên vào thế kỷ 19, pin thể rắn đã trải qua nhiều thế kỷ phát triển và thử thách, và cuối cùng đã nhận được sự chú ý rộng rãi vào đầu thế kỷ 21, đặc biệt là trong ứng dụng của xe điện (EV).
Nguồn gốc lịch sửNguồn gốc của pin thể rắn có thể bắt nguồn từ năm 1831, khi Michael Faraday phát hiện ra bạc sunfua và chì florua, đặt nền tảng cho khả năng dẫn điện ion ở trạng thái rắn. Theo thời gian, đặc biệt là vào những năm 1960, việc phát hiện ra β-bauxite dẫn ion nhanh đã mở ra làn sóng mới trong công nghệ pin thể rắn. Vào thời điểm này, Ford Motor và NGK của Nhật Bản bắt đầu phát triển hệ thống pin natri/β-bauxite/lưu huỳnh lỏng có mật độ năng lượng cao hơn.
Từ thế kỷ 20 đến thế kỷ 21: sự gia tăng của các ứng dụng hạ nguồn
Với sự tiến bộ của công nghệ, vào năm 2011, thế giới đã lần đầu tiên chứng minh được chất điện phân rắn, Li10GeP2S12 (LGPS), có thể hoạt động tốt hơn chất điện phân lỏng ở nhiệt độ phòng, khơi dậy sự chú ý mới trong ngành công nghiệp ô tô đối với công nghệ pin thể rắn . Các nhà sản xuất ô tô bao gồm Toyota và Ford đã tăng cường đầu tư để theo đuổi thị trường mới nổi này. Năm 2017, John Goodyear, người đồng sáng lập pin lithium, đã trình diễn pin thủy tinh thể rắn dựa trên chất điện phân thủy tinh, mở đường cho tương lai của công nghệ này.
"Tiềm năng của pin thể rắn không chỉ nằm ở mật độ năng lượng cao hơn mà còn ở tính an toàn và hiệu suất cao."
Sau năm 2020, với sự xuất hiện của QuantumScape và các công ty khởi nghiệp khác, quá trình phát triển pin thể rắn đã dần được đẩy nhanh. Năm 2021, Toyota công bố kế hoạch ra mắt xe hybrid được trang bị pin thể rắn vào năm 2025, cho thấy tiềm năng thị trường rất lớn.
Vật liệu và công nghệ cho pin thể rắn
Về mặt lựa chọn vật liệu cho pin thể rắn, gốm như lithium orthosilicate, thủy tinh và sulfide đã trở thành ứng cử viên chính. Ưu điểm của những vật liệu này là chúng cung cấp độ ổn định nhiệt và độ dẫn ion cao hơn. Năm 2023, Panasonic đã phát hành pin thể rắn được thiết kế dành riêng cho máy bay không người lái có thể sạc từ 10% đến 80% chỉ trong 3 phút. Thành tựu này chắc chắn sẽ thúc đẩy sự đổi mới trong nhiều thiết bị di động.
Thách thức và triển vọng
Mặc dù pin thể rắn mang lại những lợi thế đáng kể về hiệu suất, nhưng việc ứng dụng rộng rãi chúng vẫn phải đối mặt với những thách thức như chi phí, độ bền và tính ổn định của vật liệu. Chi phí sản xuất pin thể rắn màng mỏng cần phải được giảm hơn nữa. Để đạt được mục đích này, nhiều công ty đang tích cực tìm hiểu các phương pháp sản xuất hiệu quả và chi phí thấp. Trong vài năm tới, các nhà sản xuất ô tô lớn đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu và phát triển đồng thời, cùng nhau nỗ lực để vượt qua những rào cản kỹ thuật khác nhau của pin thể rắn.
"Tương lai của pin thể rắn phụ thuộc vào sự đổi mới công nghệ, sự hợp tác của con người và sự kiên trì trong việc vượt qua thách thức."
Với nhu cầu thị trường ngày càng tăng và công nghệ ngày càng phát triển, phạm vi ứng dụng của pin thể rắn đang được mở rộng, từ xe điện đến công nghệ đeo, máy bay không người lái và các lĩnh vực khác. Việc chúng ta có thể đạt đến đỉnh cao của công nghệ pin hay không phụ thuộc vào cách chúng ta giải quyết nhiều thách thức hiện đang phải đối mặt và cuối cùng đạt được ứng dụng thương mại. Điều này khiến chúng ta tự hỏi, pin thể rắn sẽ định hình lại cuộc sống hàng ngày và môi trường công nghệ của chúng ta như thế nào trong 20 năm tới?
