Dù là một bước tiến vượt bậc về công nghệ so với pin NiMH truyền thống, nhưng pin lithium-ion vẫn không phải là không có lỗi, mà nguy cơ dễ bị quá nóng dẫn tới cháy, nổ là một thí dụ điển hình. Tuy nhiên, nếu công nghệ Lithium-Imide do hãng Leyden Energy thành công đúng như kỳ vọng thì công nghệ lit...
Dù là một bước tiến vượt bậc về công nghệ so với pin NiMH truyền thống, nhưng pin lithium-ion vẫn không phải là không có lỗi, mà nguy cơ dễ bị quá nóng dẫn tới cháy, nổ là một thí dụ điển hình.
Tuy nhiên, nếu công nghệ Lithium-Imide do hãng Leyden Energy thành công đúng như kỳ vọng thì công nghệ lithium "lò lửa" kia sẽ sớm nối gót NiMH để đi vào dĩ vãng.
Vấn đề của pin Lithium truyền thống là chúng vừa dễ hấp thụ nhiệt tỏa ra (các CPU lõi tứ tỏa ra nhiệt độ cao, khiến cho các cực điện từ bên trong pin phản ứng với dung dịch điện phân và hệ quả là gây suy yếu khả năng sạc), lại vừa dễ hấp thu cả chất ẩm (chất ấm sẽ phản ứng với muối trong dung dịch điện phân và tạo ra axit). Loại axit này sẽ ăn mòn cả hai tấm cathode và anode bên trong pin và thải ra khí gas. Đấy là lý do vì sao pin lithium-ion ở nhiệt độ quá cao rất dễ bốc cháy và phát nổ.
Hơn nữa, quá trình thoái hóa của pin cũng diễn ra nhanh chóng: nhiều cục pin mất tới 50% dung lượng sạc chỉ sau 300-500 lần sạc. Chính vì vậy, rất hiếm khi bạn thấy nhà sản xuất pin lithium nào lại bảo hành sản phẩm của mình tới 24 tháng.
Trong khi đó, loại pin lithium-Imide mới lại sử dụng một loại muối đặc biệt bên trong dung dịch điện phân, có thể chịu nhiệt tốt hơn và không phản ứng với chất tạo ẩm. Đồng thời nó cũng sử dụng một loại vật liệu khác để chế tạo ống cathode thay cho nhôm truyền thống nên chịu gia nhiệt tốt hơn. Kết quả là pin lithium-imide có thể tồn tại tới trên 3 năm (qua hơn 1000 vòng sạc) mà vẫn giữ được dung lượng sạc gần như nguyên vẹn đến cuối vòng đời.
"Kể cả khi bạn sạc pin mỗi ngày trong suốt 3 năm, bạn vẫn còn khoảng 80% khả năng sạc như lúc mới mua", đại diện Leyden Energy cho biết.
Pin lithium-ion từng được xem là bước tiến vượt bậc so với pin nickel-metal hydride, thường gọi là NiMH, nhờ khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn trong thiết bị hiện đại. Tuy vậy, công nghệ này vẫn tồn tại một điểm yếu đáng lo, đó là nguy cơ quá nóng, dẫn tới cháy hoặc thậm chí phát nổ trong những điều kiện bất lợi. Nếu công nghệ Lithium-Imide của hãng Leyden Energy đạt đúng kỳ vọng, những rắc rối gắn với pin lithium truyền thống có thể dần lùi vào quá khứ.
Nguyên nhân nằm ở cách pin lithium-ion truyền thống phản ứng với nhiệt lượng phát sinh trong quá trình hoạt động, đặc biệt khi thiết bị sử dụng các CPU lõi tứ tỏa nhiệt cao. Nhiệt độ lớn khiến các cực điện bên trong pin phản ứng với dung dịch điện phân, làm cấu trúc pin suy yếu và khả năng sạc giảm theo thời gian. Vì vậy, những thiết bị ngày càng mạnh không chỉ cần bộ xử lý hiệu năng cao, mà còn cần nguồn năng lượng chịu nhiệt ổn định hơn.
Pin lithium truyền thống còn nhạy cảm với chất ẩm, yếu tố có thể lọt vào hoặc tồn tại trong môi trường vận hành của pin theo thời gian. Chất ẩm phản ứng với muối trong dung dịch điện phân, tạo thành axit có khả năng ăn mòn cả hai tấm cathode và anode bên trong. Quá trình ăn mòn đồng thời thải ra khí gas, làm tăng áp suất và khiến viên pin ở nhiệt độ cao dễ bốc cháy, phát nổ hơn.
Không dừng ở nguy cơ an toàn, sự lão hóa nhanh cũng khiến pin lithium-ion truyền thống mất dần giá trị sử dụng sau một thời gian tương đối ngắn. Nhiều viên pin có thể mất tới 50% dung lượng sạc chỉ sau khoảng 300 đến 500 lần sạc, tùy điều kiện vận hành và chất lượng sản phẩm. Đây là lý do các nhà sản xuất pin lithium thường rất dè dặt khi đưa ra thời hạn bảo hành kéo dài tới 24 tháng cho sản phẩm của mình.
Leyden Energy phát triển công nghệ Lithium-Imide bằng cách thay đổi thành phần muối đặc biệt trong dung dịch điện phân của pin. Loại muối này được thiết kế để chịu nhiệt tốt hơn, đồng thời không phản ứng với chất tạo ẩm theo cơ chế gây ra những vấn đề trong pin lithium-ion thông thường. Nhờ vậy, môi trường hóa học bên trong viên pin được kỳ vọng ổn định hơn khi thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao.
Cải tiến không chỉ nằm trong dung dịch điện phân, bởi Lithium-Imide còn sử dụng vật liệu khác để chế tạo ống cathode thay cho nhôm truyền thống. Vật liệu mới có khả năng chịu gia nhiệt tốt hơn, giúp bộ phận quan trọng này bền vững hơn trong quá trình sạc, xả và làm việc liên tục. Sự kết hợp giữa muối điện phân đặc biệt với vật liệu cathode mới tạo nên hướng tiếp cận khác cho bài toán an toàn của pin.
Theo thông tin được giới thiệu, pin lithium-imide có thể hoạt động trên 3 năm, tương đương hơn 1.000 vòng sạc, mà vẫn duy trì dung lượng gần như nguyên vẹn cho tới cuối vòng đời. Con số này tạo khoảng cách đáng kể so với tình trạng nhiều pin lithium-ion truyền thống suy giảm mạnh sau 300 đến 500 lần sạc. Người dùng vì thế có thể kỳ vọng thời gian khai thác dài hơn, ít phải thay pin hơn và giảm phần nào nỗi lo hiệu năng suy giảm nhanh.
Đại diện Leyden Energy cho biết ngay cả khi người dùng sạc pin mỗi ngày trong suốt 3 năm, viên pin vẫn còn khoảng 80% khả năng sạc so với lúc mới mua. Tuyên bố này đặt Lithium-Imide trước triển vọng trở thành lựa chọn đáng chú ý cho các thiết bị cần nguồn điện bền, ổn định và chịu nhiệt tốt hơn. Dù vậy, giá trị thực tế của công nghệ vẫn phụ thuộc vào quá trình sản xuất, ứng dụng cụ thể và khả năng được thị trường đón nhận trong thời gian tới.
