Một khoản phí 800 km trong một phút sẽ có giá một phần ba chi phí của pin lithium thông thường

Phạm vi dài hơn, thời gian sạc ngắn hơn, sử dụng an toàn hơn ... Đây là những mục tiêu mà các tổ chức nghiên cứu khoa học lớn và các công ty tiếp tục theo đuổi khi nói đến xe điện. Giờ đây, nhà sản xuất xe điện Fisker đang nộp bằng sáng chế cho pin trạng thái rắn có thể tăng phạm vi xe điện lên 500 dặm (khoảng 805 km) và giảm thời gian sạc xuống còn một phút. Công ty có kế hoạch thương mại hóa pin vào năm 2023.

Được thành lập vào năm 2005, Fisker có trụ sở tại California, Hoa Kỳ và được thành lập bởi cựu nhà thiết kế BMW Henry Fisker. Vào tháng 2 năm 2014, Fisker đã được Tập đoàn Wanxiang của Trung Quốc mua lại và đổi tên thành Karma.

Theo DailyMail vào ngày 14 tháng 11, Fisco đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế trong tuần này cho một pin trạng thái rắn. Bằng sáng chế bao gồm các vật liệu mới và quy trình sản xuất rất quan trọng để đạt được mật độ năng lượng, hiệu suất và các mục tiêu chi phí cần thiết cho pin và tạo điều kiện cho việc quảng bá và áp dụng xe điện.

Pin trạng thái rắn là pin sử dụng điện cực rắn và chất điện phân rắn. Pin được sử dụng phổ biến nhất là pin lỏng, và các chất điện giải chủ yếu là chất lỏng. Pin trạng thái rắn là lý tưởng cho xe điện vì năng lượng và trọng lượng cao của chúng.

Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy vẫn còn nhiều hạn chế đối với ứng dụng thương mại của pin trạng thái rắn, chẳng hạn như mật độ dòng điện cực thấp, phạm vi nhiệt độ hạn chế, vật liệu có sẵn, chi phí cao và quy trình sản xuất phức tạp. Ngoài ra, có một số chế độ thất bại có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của pin trạng thái rắn, bao gồm điện trở tiếp xúc cao trong cấu trúc lớp điện cực và tính di động ion thấp, dẫn đến khả năng xả pin tương đối thấp.

Sơ đồ bằng sáng chế

Fisco cho biết pin trạng thái rắn của họ, sử dụng các điện cực ba chiều, cố gắng vượt qua thử thách này. Điện cực ba chiều này có diện tích bề mặt 25 lần của điện cực màng mỏng bình thường trong pin trạng thái rắn và có độ dẫn điện tử và ion cao, cho phép sạc nhanh và hoạt động ở nhiệt độ thấp.

Do đó, mật độ năng lượng của pin trạng thái rắn này gấp 2,5 lần so với pin lithium thông thường. Khi vật liệu và sản xuất tiếp tục được cải thiện, Fisco hy vọng pin sẽ tiêu tốn một phần ba pin lithium thông thường vào năm 2020. Ngoài ra, nguy cơ phát nổ pin là thấp.

"Đột phá này đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới về vật liệu pin và công nghệ sản xuất trạng thái rắn", Fabio Albano, phó chủ tịch của Pin Systems tại Fisco cho biết. "Chúng tôi đang giải quyết các rào cản khác đối với việc thương mại hóa pin trạng thái rắn, chẳng hạn như hiệu suất pin ở nhiệt độ thấp", ông nói.

Fisco cho biết pin sẽ được trưng bày tại Triển lãm Điện tử tiêu dùng quốc tế (CES) vào tháng 1 và dự kiến ​​sẽ có mặt trên thị trường vào năm 2023. Công ty hiện đang thảo luận với các đối tác không tự động để thương mại hóa pin vào đầu năm 2023.

Trên thực tế, pin trạng thái rắn không phải là một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn mới. Các nhà khoa học đã làm việc trên công nghệ trong phòng thí nghiệm trong nhiều năm. Tuy nhiên, chi phí sản xuất, độ bền của chu kỳ tính phí và các vấn đề khác đã khiến họ không được thương mại hóa.

Ngoài FISCO, các công ty khác và các tổ chức nghiên cứu khoa học đã dành sự quan tâm đáng kể cho lĩnh vực nghiên cứu và phát triển này. Ví dụ, NEDO của Nhật Bản (Cơ quan phát triển toàn diện công nghệ năng lượng mới của Nhật Bản) đã phát triển một kế hoạch nghiên cứu và phát triển vào đầu năm 2008, và có kế hoạch đạt được sản xuất khối lượng lớn pin trạng thái rắn vào năm 2030, bao gồm lithium trạng thái rắn, lithium trạng thái rắn -Sulfur, và pin lithium-không khí trạng thái rắn. Vào tháng 7 năm nay, Toyota của Nhật Bản đã đạt được tiến bộ mới về các bằng sáng chế pin trạng thái rắn và thông báo rằng họ sẽ ra mắt một chiếc xe điện mới được trang bị pin toàn bang vào năm 2022. Volkswagen của Đức cũng đã nói rằng họ đã lên kế hoạch tiếp theo Thế hệ pin xe điện, pin trạng thái rắn với phạm vi hơn 1.000 km, sẽ được sản xuất hàng loạt vào năm 2025.