Chế tạo thành công pin dẻo có thể kéo giãn 5.000%

Nhóm nghiên cứu do giáo sư Wen-Yong Lai tại Đại học Bưu chính Viễn thông Nam Kinh dẫn dắt phát triển pin lithium-ion với khả năng kéo giãn tới 5.000%, Interesting Engineering hôm 17/7 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí ACS.

Pin lithium-ion mới chứa các thành phần co giãn được. (Ảnh: ACS Energy Letters).

Pin thường là những khối cứng khó đâm thủng và uốn cong. Tuy nhiên, khi thế giới xuất hiện nhiều thiết bị linh hoạt hơn như điện thoại cuộn, màn hình cuộn và máy theo dõi sức khỏe đeo trên người, loại pin cung cấp năng lượng cho chúng cũng cần cải tiến.

Một số nỗ lực chế tạo pin dẻo trước đây đã ứng dụng vải dẫn điện và nghệ thuật gấp giấy origami, trong đó các thành phần cứng được gấp thành những hình dạng khác nhau và có thể kéo giãn trong giới hạn nhất định. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Wen-Yong Lai muốn chế tạo một loại pin mềm dẻo mà mọi thành phần đều đàn hồi, khiến pin trở nên thực sự dễ uốn, có thể ép thành bất cứ hình dạng nào mà không vỡ.

Đầu tiên, họ rải một lớp màng mỏng keo dẫn điện chứa dây nano bạc, muội than, các vật liệu cực anode và cathode gốc lithium lên một tấm phẳng. Sau đó, họ phủ một lớp polydimethylsiloxane, vật liệu có độ dẻo cao dùng làm kính áp tròng, lên lớp keo dẫn điện.

Nhóm nghiên cứu tiếp tục thêm một chất lỏng dẫn điện tốt, muối lithium và mọi nguyên vật liệu cần thiết để tạo ra một loại polymer với khả năng kéo giãn đáng kể. Sau đó, lớp này được kích hoạt bằng ánh sáng, trở thành chất rắn không chỉ vận chuyển được các ion lithium mà còn có thể kéo giãn. Trên cùng, nhóm chuyên gia đặt thêm một lớp màng điện cực nữa rồi bọc toàn bộ thiết bị trong vỏ bảo vệ.

Kết quả, loại pin dẻo mới có khả năng kéo giãn tới 5.000% chiều dài ban đầu. Các nhà khoa học cũng tăng dung lượng sạc trung bình của pin lên gấp 6 lần so với mức trung bình khi sử dụng chất điện phân dạng lỏng. Pin vẫn giữ được dung lượng tốt sau 70 chu kỳ sạc - xả.

Nhóm nghiên cứu thừa nhận loại pin mới vẫn chưa hoàn hảo và cần thêm nhiều cải tiến. Tuy nhiên, thành công của nguyên mẫu pin giúp mở đường cho việc ứng dụng pin dẻo cho các thiết bị điện tử.

Theo khoahoc.tv