Vật liệu polymer mới giúp pin tự phục hồi, có thể tái chế

Các kỹ sư ĐH Illinois (Mỹ) vừa phát triển một chất điện phân dựa trên polymer rắn có thể tự phục hồi sau khi bị hư hại và vật liệu cũng có thể được tái chế mà không cần sử dụng các hóa chất hoặc nhiệt độ cao.

Nghiên cứu mới có thể giúp các nhà sản xuất chế tạo pin thương mại có thể tái chế, tự phục hồi, được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.

Khi pin lithium-ion trải qua nhiều chu kỳ sạc và xả, chúng phát triển các cấu trúc nhỏ, giống như nhánh của lithium rắn gọi là đuôi gai.

Những cấu trúc này làm giảm tuổi thọ pin, gây ra các điểm nóng và khi nó phát triển đủ lớn có thể làm thủng các bộ phận bên trong của pin, gây ra các phản ứng hóa học bùng nổ giữa các điện cực và chất lỏng điện phân.

Chất điện phân polymer mới dạng mạng lưới, trong đó điểm liên kết chéo có thể trải qua các phản ứng trao đổi các chuỗi polymer. Trái ngược với polymer tuyến tính, các mạng này thực sự trở nên cứng hơn khi với sức nóng, có khả năng giảm thiểu vấn đề đuôi gai- các nhà nghiên cứu cho biết.

Ngoài ra, chúng có thể dễ dàng bị phá vỡ và được phân giải thành một cấu trúc nối mạng sau khi bị hư hại, khiến chúng có thể tái chế và khôi phục độ dẫn điện sau khi bị hỏng vì chúng tự phục hồi.

“Polymer mới này cho thấy một đặc tính đáng chú ý là cả độ dẫn và độ cứng đều tăng khi nóng lên, điều không thấy trong các chất điện phân polymer thông thường”, Brian Jing- đồng tác giả nghiên cứu- nói.

“Hầu hết các polymer đòi hỏi axit mạnh và nhiệt độ cao để phá vỡ. Vật liệu của chúng tôi hòa tan trong nước ở nhiệt độ phòng, nên tiến trình xử lý chúng rất tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường”, GS. khoa học và kỹ thuật vật liệu và tác giả chính Christopher Evans nói.

HẢI HUỲNH (Nguồn: the Journal of the American Chemical Society)