QUẬN CAM, California (NV)- Các chuyên viên kỹ thuật trong ngành xe điện đang làm việc tích cực để tìm cách cải tiến thời gian sử dụng của bình điện, một trong những yếu tố quan trọng để xe điện có thể được chấp nhận rộng rãi trên thị trường. Bên cạnh việc phát triển thế hệ bình điện thể rắn hoàn toàn mới, họ còn nghiên cứu cải tiến loại bình điện đang sử dụng rộng rãi hiện nay, bình lithium. Toyota là một trong những công ty có mặt trong cả hai hoạt động này.
Theo trang mạng xe hơi insideevs.com, một nghiên cứu mới đây do Viện Nghiên Cứu Toyota tài trợ đang khám phá ra những phương pháp mới giúp kéo dài thời gian sử dụng của bình điện EV đáng kể. Các nhà nghiên cứu từ Trung Tâm Pin SLAC-Stanford cho biết việc sạc bình điện lithium-ion lần đầu tiên với dòng điện cao bất thường sẽ kéo dài thời gian sử dụng trung bình của bình điện từ 50% đến 70%.
Nghiên cứu cho biết giai đoạn hình thành (formation) là giai đoạn quan trọng trong tiến trình sản xuất bình điện. Trong giai đoạn này, lượng lithium dự trữ được tiêu thụ để tạo thành pha điện phân rắn (SEI), từ đó quyết định thời gian sử dụng của bình. Đáng ngạc nhiên là dòng điện sạc hình thành cao trong chu kỳ đầu tiên có thể tăng thời gian sử dụng lên đến 50%- 70%. Tất cả những điều này thoạt nghe có vẻ kỳ quặc và khó hiểu, nhưng lại đang trở thành thực tế.
Trước khi người lái xe cắm điện để sạc chiếc xe EV của mình lần đầu tiên, bộ bình điện đã trải qua một bước quan trọng trong quy trình sản xuất được gọi là “hình thành”. Điều này thường xảy ra vào cuối quy trình sản xuất, lúc các chu kỳ sạc và xả đầu tiên được kiểm soát cẩn thận. Các chu kỳ sạc ban đầu này giúp ổn định bộ bình điện và giúp kích hoạt các vật liệu bên trong bình. Tiến trình này ảnh hưởng đến hiệu suất, thời gian sử dụng và chất lượng tổng thể của bình.
Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học về bình từ SLAC-Stanford, Viện Nghiên Cứu Toyota, Viện Công Nghệ Massachusetts và Đại Học Washington đã chạy 186 chu kỳ sạc và xả qua 62 phương thức “hình thành” khác nhau. Khi dòng điện cao được đưa vào bộ bình lần đầu tiên, các tế bào pin đã mất một lượng lithium lên tới 30%, so với 9% với các phương pháp sạc đầu tiên thông thường.
Nhưng sự mất mát lithium trong chu kỳ đầu tiên này không phải là vô ích. Chúng trở thành một phần của SEI hình thành trên bề mặt của điện cực âm trong lần sạc đầu tiên. Lớp này sẽ bảo vệ điện cực âm nơi mất lithium có thể tăng dần theo thời gian. Chính điều đó đã tác động tích cực tổng thể đến thời gian sử dụng của bộ bình điện.
Điều nghiên cứu thực hiện là hoàn toàn ngược lại với những gì các nhà sản xuất đang làm: sạc bình lần đầu tiên bằng dòng điện thấp. Điều này làm cho giai đoạn “hình thành” tốn thời gian, là một trong những “nút cổ chai” chính trong qui trình sản xuất bình điện. Nếu không hình thành đúng cách, bình sẽ không hoạt động như mong muốn.
Nếu khám phá này được áp dụng thành công trong sản xuất, những chiếc xe điện tương lai sẽ có những bộ bình điện sử dụng tới hơn 10 năm, điều mà nhiều người lái xe điện đang mong đợi. (EV)
