China Daily đưa tin, các nhà nghiên cứu tại Đại học Phúc Đán (Fudan) ở Thượng Hải đã phát triển một công nghệ có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của pin lithium-ion, cho phép duy trì hiệu suất gần như mới xuất xưởng ngay cả sau 12.000 chu kỳ sạc-xả.

Các nhà nghiên cứu cho biết bước đột phá này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với xe điện, điện thoại thông minh và cơ sở hạ tầng lưu trữ năng lượng quy mô lớn của Trung Quốc. Ví dụ, pin xe điện thường kéo dài từ 1.000 đến 1.500 chu kỳ, hoặc khoảng 6-8 năm, với nhiệt độ lạnh làm tăng tốc độ xuống cấp của chúng.

Dưới sự chỉ đạo của ông Peng Huisheng và ông Gao Yue, nhóm nghiên cứu đã thiết kế ra một phân tử mang lithium-ion mới sử dụng trí tuệ nhân tạo và điện hóa hữu cơ. Các nhà nghiên cứu ví chức năng của phân tử này như phương pháp điều trị y tế cho pin, bổ sung các ion lithium đã mất và khôi phục dung lượng thay vì tuyên bố pin đã hết hạn.

Ông Gao cho biết, "phân tử mang này có thể được 'tiêm' vào các loại pin đang xuống cấp để bổ sung chính xác các ion lithium đã mất, cung cấp 'phương pháp xử lý chính xác', cấu trúc của phân tử này khá đơn giản, với các electron lithium ở một đầu và phần còn lại hoạt động như một phương tiện vận chuyển các electron lithium vào pin đang lão hóa. Thành phần phương tiện cuối cùng được xả dưới dạng khí".

Các nhà nghiên cứu cũng đã tạo ra bước đột phá mới bằng cách phát triển vật liệu pin không cần chứa ion lithium, có khả năng cho phép sử dụng vật liệu xanh hơn, không chứa kim loại nặng.

Họ dự đoán công nghệ này có thể tăng tuổi thọ của pin lithium-ion thông thường từ 500 đến 2.000 chu kỳ hiện tại lên 12.000 đến 60.000 chu kỳ, một cột mốc chưa từng có trong nghiên cứu pin.

Một bài báo về nghiên cứu này đã được công bố trên trang web của tạp chí Nature. Các chuyên gia giải thích rằng pin lithium-ion bao gồm catốt, anode và các ion lithium hoạt động ở giữa. Pin sẽ "nghỉ hưu" khi mất quá nhiều ion này.

"Cách tiếp cận của chúng tôi là giữ lại cực âm và cực dương, vẫn còn hoạt động, trong khi giải quyết phần có vấn đề. Chúng tôi đặt mục tiêu phát triển một vật liệu chức năng biến đổi cung cấp khả năng bổ sung lithium-ion chính xác để kéo dài đáng kể tuổi thọ của pin", ông Gao, đồng tác giả của bài báo, cho biết.

Để thiết kế phân tử mang lithium, nhóm nghiên cứu đã sử dụng AI và tin học hóa học để số hóa các cấu trúc và tính chất phân tử. Họ đã xây dựng một cơ sở dữ liệu và sử dụng máy học không giám sát để đề xuất và dự đoán phân tử, cuối cùng tổng hợp một phân tử được gọi là CF3SO2Li.

Sau khi xác minh phân tử đáp ứng các yêu cầu hiệu suất nghiêm ngặt và tiết kiệm chi phí tổng hợp, các nhà nghiên cứu cho biết họ đã hoàn tất xác nhận nguyên tắc và đã hợp tác với một công ty pin trong nước hàng đầu để thử nghiệm công nghệ trên các thiết bị pin lithium-ion thực tế.

Theo chuyên gia công nghệ Đỗ Cao Bảo, công nghệ pin lithium thông thường có tuổi thọ là 2.000 chu kỳ sạc, còn pin lithium Phúc Đán sau 11.818 chu kỳ sạc chỉ giảm có 4% hiệu suất. Điều đó đồng nghĩa với việc một chiếc xe ô tô điện EV, sạc 2 lần một ngày thì sau 18 năm, hiệu suất của nó vẫn còn 96% (pin lithium hiện tại mất 30% hiệu suất chỉ sau có 2,7 năm).

Như vậy công nghệ pin của Đại học Phúc Đán đã mở đường cho thế hệ PIN XANH trong tương lai, loại pin thân thiện và giảm ô nhiễm môi trường. Không chỉ mang lại hiệu suất và hiệu quả cao, pin Phúc Đán còn có chi phí thấp đáng kể. Vì vậy nó sẽ là chìa khóa cho nhiều công nghệ hiện đại, từ điện thoại thông minh đến xe ô tô điện.

Cùng với Deepseek, giờ đây là pin điện xanh Phúc Đán, và chắc chắn còn nhiều câu chuyện công nghệ đột phá nữa trong tương lai, Trung Quốc đang dần dần làm thay đổi hình ảnh từ “vua copy” trở thành “người sáng tạo tiên phong” về công nghệ tiên tiến", ông Bảo nhận định.