Theo các phương tiện truyền thông nước ngoài, Viện Nghiên cứu Điện Hàn Quốc (KERI) đã phát triển thành công công nghệ sản xuất bột carbon nanotube (CNT) có độ phân tán cao, công nghệ này có thể dễ dàng áp dụng cho quy trình làm khô thân thiện với môi trường của pin thứ cấp.
CNT là một loại vật liệu mới có độ bền kéo gấp 100 lần thép và độ dẫn điện tương đương với đồng. Chúng được tạo thành từ các dây carbon lục giác hình trụ dài. CNT là vật liệu nano một chiều, linh hoạt và dẫn điện hơn so với carbon đen (được sử dụng làm dẫn điện trong pin thứ cấp). Khi được sử dụng làm phụ gia dẫn điện trong pin thứ cấp, việc thêm CNT có thể cải thiện đáng kể mật độ năng lượng.
Tuy nhiên, CNT có xu hướng tương tác và tập hợp mạnh, dẫn đến cấu trúc rối và không thể hòa trộn tốt với các vật liệu khác trong pin thứ cấp, chẳng hạn như chất dính và vật liệu hoạt tính. Đặc biệt trong quá trình làm khô, cần phải trộn CNT đồng đều với các vật liệu khác trong điều kiện không có dung môi, đây luôn là một thách thức mà ngành pin phải đối mặt.
Trong nghiên cứu này, công nghệ được phát triển đã đạt được nhiều tiến bộ. Bằng cách sản xuất bột CNT có độ phân tán cao, công nghệ này có thể giảm thiểu sự tập hợp và thúc đẩy sự phân tán trong quá trình làm khô. Sau nhiều năm nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc kiểm soát các bó CNT nhỏ để giữ chúng ở trạng thái phân tán dưới dạng bột.
Điều này mở ra con đường sản xuất các tế bào pin có dung lượng cao, sử dụng CNT có cấu trúc một chiều dài để tạo ra dẫn điện, ngay cả trong những điều kiện làm khô thách thức. CNT có độ dẫn điện cao (có thể phân tán tốt mà không cần sử dụng dung môi) kết nối các vật liệu bên trong, do đó ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất của pin thứ cấp.
Tiến sĩ Joong Tark Han, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Quy trình làm khô rất thân thiện với môi trường vì không sử dụng dung môi độc hại, không cần thu hồi dung môi, có thể đơn giản hóa quy trình và giảm chi phí sản xuất. Do đó, công nghệ này đã thu hút sự chú ý từ các nhà sản xuất ô tô điện trên toàn cầu. Chúng tôi đã lần đầu tiên đạt được sự phân tán hiệu quả của carbon nanotube trong quá trình làm khô để sản xuất phụ gia dẫn điện. Công nghệ này sẽ rất có ích trong việc đảm bảo vị thế lãnh đạo của công nghệ pin thứ cấp.”
Dựa trên kết quả nghiên cứu này, KERI đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tại Hàn Quốc và đang xác minh nhiều ứng dụng của “công nghệ sản xuất bột CNT có độ phân tán cao”, bao gồm anode/cathode màng dày có dung lượng cao. Ngoài ra, Tiến sĩ Han dự đoán rằng kết quả này sẽ thu hút sự chú ý của các ngành liên quan, chẳng hạn như pin lithium-sulfur và pin thể rắn hoàn toàn, những loại pin cần quy trình làm khô thế hệ tiếp theo, và dự định tìm kiếm các doanh nghiệp có nhu cầu để thực hiện chuyển nhượng công nghệ.