Vn-Z.vn Ngày 21 tháng 11 năm 2024, Huawei mới đây đã công bố bằng sáng chế mới mang tên “Vật liệu âm cực dựa trên silicon, phương pháp chế tạo, pin và thiết bị đầu cuối”, đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong công nghệ pin. Silicon, với dung lượng lý thuyết lên đến 4200mAh/g, được xem là một trong những vật liệu âm cực tiềm năng nhất thay thế graphite. Tuy nhiên, nhược điểm lớn của silicon là sự giãn nở và co rút đáng kể trong quá trình sạc và xả, dễ làm hỏng cấu trúc điện cực và giới hạn hiệu suất thực tế.
Trong sáng chế này, Huawei đã phát triển một loại vật liệu âm cực silicon vừa đảm bảo dung lượng cao vừa giảm thiểu đáng kể tình trạng giãn nở. Phương pháp này sử dụng các hạt silicon tỷ lệ oxi cao (high-silicon oxide ratio) phân tán trong một nền silicon tỷ lệ oxi thấp (low-silicon oxide ratio), tạo ra cấu trúc phân bố cục bộ với nồng độ silicon-oxi khác nhau. Thiết kế này cho phép các hạt silicon tỷ lệ oxi cao cung cấp dung lượng lớn, trong khi nền silicon tỷ lệ oxi thấp giúp kiểm soát sự thay đổi thể tích, từ đó tăng độ ổn định và tuổi thọ của vật liệu âm cực.


Kết quả thử nghiệm cho thấy, pin sử dụng vật liệu này có hiệu suất chu kỳ vượt trội so với các loại pin âm cực truyền thống làm từ silicon-oxi hoặc composite silicon-carbon. Khi sạc đầy, tỷ lệ giãn nở của điện cực được giảm đáng kể, và sau 600 chu kỳ sạc-xả, mức độ giãn nở của cell pin cũng giảm rõ rệt, giúp nâng cao đáng kể tuổi thọ và độ bền.


Bên cạnh đó, Huawei còn bổ sung lớp dẫn điện trên bề mặt các hạt silicon tỷ lệ oxi cao. Lớp này không chỉ cải thiện độ dẫn điện của vật liệu mà còn tạo một lớp hạn chế, giúp giảm thiểu tình trạng giãn nở thể tích trong quá trình lithi hóa và tách lithi. Thiết kế này tối ưu hóa cấu trúc bề mặt và hiệu suất điện hóa của vật liệu âm cực, góp phần nâng cao hiệu quả tổng thể của pin.


Sáng chế về vật liệu âm cực silicon của Huawei đã giải quyết được bài toán giãn nở thể tích của silicon, đồng thời giữ được dung lượng cao và độ ổn định lâu dài. Đây là một bước tiến quan trọng, mở ra cơ hội ứng dụng thương mại cho vật liệu silicon trong các loại pin thế hệ mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về năng lượng trong tương lai.
Bằng sáng chế mới của Huawei đã được đăng tải trên trang web Cục Quản lý Sở hữu Trí tuệ Quốc gia Trung Quốc ( CNIPA ) là cơ quan cấp bằng sáng chế và nhãn hiệu đồng thời là cơ quan quản lý sở hữu trí tuệ chính của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa