Các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra cách bổ sung lithium để khôi phục dung lượng của pin lithium-ion đã xuống cấp. Nhờ áp dụng trí tuệ nhân tạo (AI) kết hợp với các nguyên lý hóa học hữu cơ, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hợp chất chứa lithium đặc biệt. Khi được tiêm vào pin ở một điện áp thích hợp, hợp chất này có thể giải phóng lithium, giúp phục hồi hiệu suất hoạt động của pin.
Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature, công nghệ này đã chứng minh hiệu quả rõ rệt khi thử nghiệm trên một loại pin lithium sắt phosphate. Một viên pin đã mất 15% dung lượng có thể được phục hồi gần như hoàn toàn sau quá trình xử lý. Điều này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc tái sử dụng pin cũ thay vì phải thay thế bằng pin mới.
Pin lithium-ion bị chai theo thời gian do quá trình tích lũy các lớp điện phân rắn ở cực dương. Lớp này hấp thụ các ion lithium, làm tăng điện trở và khiến dung lượng pin suy giảm. Khi đó, hiệu suất của pin giảm đáng kể, ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị sử dụng công nghệ này.
Thông thường, pin bị suy giảm sẽ được xử lý bằng cách tái chế để thu hồi kim loại quý hoặc thay thế bằng pin mới, gây tốn kém chi phí và tạo ra rác thải điện tử. Tuy nhiên, với phương pháp bổ sung lithium do nhóm nghiên cứu Trung Quốc phát triển, quá trình tái chế có thể được tối ưu hóa. Công nghệ này giúp pin có thể hoạt động thêm hàng nghìn chu kỳ sạc-xả, kéo dài đáng kể tuổi thọ sử dụng.
 |
| Công nghệ mới của Trung Quốc có thể kéo dài tuổi thọ pin tới 60.000 chu kỳ. Ảnh minh họa |
>> Vì sao lithium, nickel và cobalt đang trở thành tâm điểm trên thị trường toàn cầu?
Việc khôi phục pin cũ không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn có ý nghĩa lớn đối với ngành công nghiệp năng lượng. Theo các nhà nghiên cứu, công nghệ mới có thể giúp pin lithium-ion duy trì dung lượng lên tới 96% sau 12.000 chu kỳ sạc-xả, một con số vượt xa mức trung bình 500 - 2.000 chu kỳ của các loại pin hiện tại. Thậm chí, với những cải tiến tiếp theo, tuổi thọ pin có thể kéo dài tới 60.000 chu kỳ.
Công nghệ này đặc biệt hữu ích đối với các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Các trạm lưu trữ năng lượng tái tạo, chẳng hạn như hệ thống điện mặt trời và điện gió, có thể tận dụng công nghệ bổ sung lithium để tăng tuổi thọ pin lưu trữ, giúp giảm chi phí vận hành và hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường.
Ngoài ra, sự phát triển của công nghệ tái sinh pin còn có tác động tích cực đến ngành công nghiệp xe điện. Với khả năng kéo dài vòng đời của pin, chi phí thay thế và bảo trì xe điện sẽ giảm đáng kể, thúc đẩy việc sử dụng phương tiện giao thông xanh trên toàn cầu.
Mặc dù công nghệ bổ sung lithium mang lại nhiều hứa hẹn, vẫn còn một số thách thức cần giải quyết trước khi triển khai trên quy mô lớn. Một trong những vấn đề quan trọng là khả năng ứng dụng trên các loại pin có thành phần hóa học khác nhau. Hiện tại, công nghệ này chủ yếu thử nghiệm trên pin lithium sắt phosphate, trong khi nhiều thiết bị điện tử tiêu dùng sử dụng các loại pin có thiết kế khác.
Bên cạnh đó, việc sản xuất hợp chất bổ sung lithium cần đảm bảo chi phí thấp và tính an toàn cao để có thể thương mại hóa rộng rãi. Nhóm nghiên cứu đang hợp tác với các công ty sản xuất pin quốc tế để tối ưu hóa quy trình và thúc đẩy ứng dụng công nghệ này vào thực tế.
Trung Quốc hiện là quốc gia có vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp pin lithium-ion toàn cầu. Theo báo cáo, trong giai đoạn từ tháng 1 đến tháng 10 năm 2024, sản lượng pin lithium-ion của Trung Quốc đã đạt 890 GWh, tăng 16% so với cùng kỳ năm trước.
>> Hãng xe danh giá nhất nước Mỹ phải 'vay mượn' công nghệ này từ Trung Quốc
