Pin đột phá giúp trọng lượng xe điện giảm đi rất nhiều

Một cuộc cách mạng trong thiết kế xe điện (EV) có thể không đến từ việc cải thiện tốc độ sạc hay phần mềm mà từ chính pin khi nó trở thành một phần của khung xe.

Các nhà khoa học đang phát triển một loại pin cấu trúc mới hứa hẹn giảm trọng lượng đáng kể nhưng vẫn nâng cao hiệu suất, điều này có thể định hình lại tương lai của các phương tiện giao thông chạy bằng điện như EV.

Advertisement

Pin cấu trúc có thể sẽ mang đến thay đổi lớn đối với lĩnh vực xe điện.

Mặc dù mạnh mẽ nhưng pin lithium-ion truyền thống khá cồng kềnh. Thiết kế hiện tại yêu cầu các kỹ sư chế tạo các bộ pin riêng biệt, nặng nề, chiếm nhiều không gian và hạn chế hiệu suất. Pin cấu trúc giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp hai chức năng: vừa lưu trữ năng lượng, vừa hỗ trợ cấu trúc vật lý của xe. Thay vì được giấu dưới sàn hoặc ghế như hiện nay, pin sẽ trở thành một phần của cấu trúc xe, chẳng hạn phần mái hoặc khung gầm.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển đang dẫn đầu trong sáng kiến này. Thiết kế pin cấu trúc mới nhất của họ sử dụng sợi carbon làm vật liệu lưu trữ năng lượng và chịu tải. Những vật liệu composite này nhẹ, cứng và có khả năng thay thế các vật liệu truyền thống như nhôm, nhờ vậy mang lại lợi ích lớn cho ngành công nghiệp ô tô.

Theo đánh giá, việc thay thế các bộ phận tiêu chuẩn bằng pin cấu trúc có thể giảm trọng lượng của xe điện lên tới 20%, cho phép các nhà sản xuất tăng phạm vi hoạt động hoặc lắp đặt hệ thống truyền động nhỏ hơn, nhẹ hơn. Trong một số trường hợp, phạm vi lái xe có thể tăng tới 70%.

Sinonus AB là startup đang nỗ lực đưa pin cấu trúc đến với xe điện trong thời gian sớm.

Mặc dù ý tưởng này có thể áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp khác, tuy nhiên việc áp dụng lần đầu với xe điện sẽ là một lựa chọn thông minh. Điều này bắt nguồn từ việc công nghệ pin mới đã giúp cải thiện tốc độ sạc, nhưng vẫn chưa giải quyết triệt để vấn đề trọng lượng.

Công nghệ pin này được chế tạo từ sợi carbon phủ lithium sắt phosphate (LFP) và được liên kết bằng các vật liệu tiên tiến như oxit graphene khử nhằm cải thiện hiệu suất và độ bền. Các mẫu thử nghiệm gần đây đã đạt mật độ năng lượng lên tới 42 Wh/kg với độ cứng tương đương nhôm, điều này cho thấy tính khả thi trong ứng dụng thực tế.

Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức đối với công nghệ pin mới như cải thiện điện áp đầu ra và chuyển sang chất điện phân thể rắn an toàn hơn, công nghệ này đang tiến gần hơn đến việc được thương mại hóa. Theo thông tin từ Brighter Side of News, một công ty khởi nghiệp có tên Sinonus AB đang nỗ lực đưa pin cấu trúc ra thị trường, bắt đầu từ thiết bị điện tử nhẹ trước khi mở rộng sang lĩnh vực ô tô và hàng không vũ trụ.