[Phân tích SMM] Các nhà khoa học Trung Quốc đột phá giới hạn tuổi thọ của pin lithium, mang lại "cuộc sống thứ hai" cho pin phế liệu chỉ với một lần tiêm.

SMM, ngày 15 tháng 2:

Vào rạng sáng ngày 13 tháng 2 theo giờ Bắc Kinh, tạp chí quốc tế hàng đầu *Nature* đã công bố một thành tựu nghiên cứu đột phá của nhóm Huisheng Peng và Yue Gao từ Đại học Phúc Đán dưới dạng bài báo bìa. Thông qua công nghệ sáng tạo kiểu "y học chính xác", họ đã thành công trong việc đạt được bước đột phá kéo dài tuổi thọ của pin lithium lên gấp 10-100 lần so với mức ban đầu, có khả năng tái định hình bối cảnh ngành công nghiệp năng lượng mới toàn cầu.

Phá vỡ nút thắt cổ chai của ngành công nghiệp hàng thế kỷ
Kể từ khi ra đời vào năm 1990, pin lithium truyền thống đã bị giới hạn bởi tuổi thọ từ 6-8 năm. Vấn đề cốt lõi nằm ở sự cạn kiệt dần dần của các ion lithium hoạt động trong vật liệu cực âm trong các chu kỳ sạc và xả. Khi sự mất mát của các ion lithium đạt đến ngưỡng quan trọng, pin sẽ trở thành phế liệu, ngay cả khi các thành phần khác vẫn còn nguyên vẹn. Điều này dẫn đến hàng chục nghìn tấn pin hết hạn sử dụng hàng năm, không chỉ gây lãng phí tài nguyên mà còn tạo ra những thách thức môi trường nghiêm trọng.

Nhóm nghiên cứu của Đại học Phúc Đán đã đề xuất một giải pháp sáng tạo theo "tư duy y học": giống như tiêm một chất kích thích vào một cơ quan đang suy yếu, họ đã phát triển một phương pháp tiêm một "tác nhân phân tử" được pha chế đặc biệt vào các pin đã qua sử dụng để bổ sung chính xác các ion lithium bị mất. Phân tử mang này, lithium trifluoromethanesulfonate (CF3SO2Li), cho phép pin giữ lại 96% dung lượng ban đầu ngay cả sau hàng chục nghìn chu kỳ sạc-xả, cách mạng hóa tuổi thọ chu kỳ từ 500-2.000 chu kỳ hiện tại lên 12.000-60.000 chu kỳ.

AI thúc đẩy cuộc cách mạng thiết kế phân tử
Để hiện thực hóa ý tưởng này, nhóm nghiên cứu đã phá vỡ các mô hình khoa học truyền thống bằng cách sáng tạo tích hợp trí tuệ nhân tạo với công nghệ điện hóa hữu cơ. Bằng cách xây dựng một mô hình số hóa bao gồm hơn mười thông số chính như hoạt động điện hóa, điện áp phân hủy và độ ổn định, họ đã sử dụng học máy không giám sát để sàng lọc các chất mang lý tưởng từ cơ sở dữ liệu phân tử khổng lồ. Sau bốn năm nghiên cứu và phát triển, phân tử mang lithium không chỉ thể hiện hiệu suất vượt trội mà còn giữ chi phí trong phạm vi 10% tổng chi phí pin, thể hiện tiềm năng thương mại đáng kể.

Tái định nghĩa bản đồ hệ sinh thái công nghiệp
Bước đột phá công nghệ này mang lại ba thay đổi cách mạng: đạt được sửa chữa pin không phá hủy lần đầu tiên, mở ra mô hình "kinh tế tuần hoàn" mới; phá vỡ quy tắc truyền thống rằng vật liệu cực âm phải chứa lithium, mở đường cho nghiên cứu và phát triển pin xanh và thân thiện với môi trường; và lật đổ cách tiếp cận xử lý pin "phế liệu và tái chế" truyền thống. Nhóm nghiên cứu đã bắt đầu chuẩn bị quy mô lớn và thiết lập hợp tác sâu rộng với các doanh nghiệp pin hàng đầu toàn cầu.

"Đây không chỉ là một bước đột phá công nghệ mà còn là sự tái cấu trúc hệ sinh thái công nghiệp," Giáo sư Huisheng Peng cho biết. "Trong tương lai, với việc bảo trì định kỳ kiểu 'vắc-xin', tuổi thọ pin có thể đạt được sự tăng trưởng theo cấp số nhân, giải quyết cơ bản vấn đề lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường." Khi quá trình công nghiệp hóa công nghệ này tăng tốc, ngành công nghiệp năng lượng mới toàn cầu dự kiến sẽ trải qua những thay đổi mang tính chuyển đổi trong thập kỷ tới.

Nhóm Nghiên cứu Năng lượng Mới SMM

Cong Wang 021-51666838

Rui Ma 021-51595780

Disheng Feng 021-51666714

Ying Xu 021-51666707

Yanlin Lü 021-20707875

Yujun Liu 021-20707895

Xiaodan Yu 021-20707870

Zhicheng Zhou 021-51666711

He Zhang 021-20707850