Trong bối cảnh xe điện ngày càng trở nên phổ biến, việc đảm bảo an toàn cho pin lithium-ion là một thách thức lớn. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển những giải pháp sáng tạo nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy nổ, từ việc tích hợp chất chữa cháy đến cảm biến thông minh.
Nguy cơ cháy nổ từ pin lithium đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong quá trình chuyển đổi sang xe điện. Những vụ cháy này không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn đe dọa tính mạng con người. Do đó, việc tìm ra các giải pháp an toàn hơn cho pin lithium là điều cần thiết.
Mật độ năng lượng cao của pin lithium-ion cho phép lưu trữ một lượng điện lớn trong kích thước nhỏ gọn, khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho xe điện và nhiều thiết bị điện tử khác. Tuy nhiên, khi bị kích thích, pin có thể gây ra những vụ cháy lớn, thải ra khói độc hại. Trong một số trường hợp, việc dập tắt lửa từ pin lithium có thể cần đến hàng chục nghìn lít nước. Chính vì lý do này, các kỹ sư đang không ngừng cải tiến thiết kế và cấu trúc của pin.
Pin lithium với chất chữa cháy tích hợp
Nhóm nghiên cứu do một nhà hóa học nổi tiếng dẫn dắt đã phát triển một nguyên mẫu pin mới với cực âm được tẩm polymer chống cháy. Họ đã tiến hành thử nghiệm bằng cách tăng dần nhiệt độ bên trong pin để kiểm tra khả năng chống cháy.
Cả hai loại pin đều bắt đầu nóng lên khi nhiệt độ vượt quá 100 độ C. Tuy nhiên, polymer trong cực âm của pin mới sẽ phân hủy và giải phóng các gốc ức chế lửa, giúp ngăn chặn sự tích tụ của khí dễ cháy. Trong khi pin tiêu chuẩn có thể phát nổ trong vòng 13 phút khi đạt nhiệt độ trên 120 độ, pin nguyên mẫu chỉ đạt nhiệt độ tối đa 220 độ mà không bốc cháy. Nếu công nghệ này được mở rộng, nó có thể giúp ngăn chặn nhiều vụ cháy pin trong tương lai.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên một tạp chí khoa học uy tín, cho thấy tiềm năng của thiết kế mới này trong việc cải thiện an toàn cho pin lithium.
Pin lithium với cảm biến thông minh
Một giải pháp khác được phát triển bởi các nhà nghiên cứu từ một trường đại học hàng đầu là tích hợp cảm biến thông minh vào pin lithium-ion. Những cảm biến này có khả năng phát hiện sớm các vấn đề nguy hiểm bên trong pin trước khi chúng dẫn đến cháy nổ.
Khác với các cảm biến hiện tại thường nằm bên ngoài pin và phản ứng chậm, cảm biến mới được cài đặt bên trong pin để theo dõi nhiệt độ, áp suất và các thay đổi hóa học trong thời gian thực. Điều này không chỉ giúp cung cấp cảnh báo sớm mà còn có thể kích hoạt các tính năng dập lửa tích hợp. Công nghệ này được thiết kế để có thể mở rộng quy mô và tương thích với quy trình sản xuất pin hiện tại, mở ra cơ hội cho một hệ thống xe điện an toàn hơn.
Giáo sư tại trường đại học cho biết, cảm biến thông minh này không chỉ giám sát nhiệt độ mà còn có khả năng phản ứng bằng cách sử dụng vật liệu chống cháy để làm chậm quá trình nóng lên. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh các quy định về xe điện ngày càng nghiêm ngặt.
Trường đại học đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ mới và đang tìm kiếm cơ hội hợp tác với các đối tác trong ngành công nghiệp để đưa công nghệ này vào thực tiễn.
Những cải tiến trong thiết kế pin lithium không chỉ giúp nâng cao độ an toàn mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp xe điện trong tương lai.
