Công nghệ pin đang chứng kiến một cuộc cách mạng với sự ra đời của pin Silicon-Carbon (Si/C), hứa hẹn vượt trội hơn hẳn so với pin lithium-ion truyền thống, đặc biệt trong việc giải quyết những hạn chế của vật liệu anode than chì.
Pin lithium-ion hiện tại sử dụng anode than chì với dung lượng lý thuyết khoảng 372 mAh/g. Tuy nhiên, silicon có khả năng hấp thụ lithium cao hơn gần 10 lần, đạt tới 4.200 mAh/g về mặt lý thuyết. Mặc dù vậy, silicon nguyên chất khi sạc có thể giãn nở đáng kể (300-400%), dẫn đến suy giảm hiệu suất và tuổi thọ pin.
Sự đổi mới của pin Si/C nằm ở việc sử dụng vật liệu composite, kết hợp một lượng nhỏ silicon nano (thường là 5-15%) vào ma trận carbon dẫn điện. Cấu trúc carbon này đóng vai trò như một giàn giáo, cung cấp sự ổn định và giảm thiểu đáng kể vấn đề giãn nở nghiêm trọng của silicon. Đồng thời, thành phần silicon vẫn mang lại sự gia tăng mật độ năng lượng từ 10-20%.
Điều này có nghĩa là pin Si/C có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong cùng một thể tích vật lý, cho phép tăng dung lượng (ví dụ, một viên pin 5.000 mAh có thể trở thành 5.500 hoặc 6.000 mAh) hoặc giảm kích thước pin để tạo ra các thiết bị mỏng hơn mà không ảnh hưởng đến thời lượng sử dụng.
Ngoài việc tăng dung lượng, pin Si/C còn mang lại nhiều lợi ích khác như sạc nhanh hơn, hiệu suất tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ thấp và giữ lại nhiều năng lượng khả dụng hơn ở điện áp thấp, kéo dài thời gian sử dụng thiết bị. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ mở ra kỷ nguyên mới cho các thiết bị điện tử, xe điện và nhiều ứng dụng khác đòi hỏi nguồn năng lượng hiệu quả và bền bỉ hơn.
Nguồn: Gizmochina
