Một nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Đại học Kỹ thuật Munich đã xác định được nguyên nhân chủ chốt gây đoản mạch trong pin thể rắn, đồng thời đề xuất hướng xử lý giúp nâng mật độ dòng của pin lên hơn 300%.

Theo InsideEVs ngày 7/7/2026 (giờ địa phương), nghiên cứu cho thấy các dendrite lithium - những nhánh kim loại siêu nhỏ hình thành trong pin - bắt nguồn từ ranh giới hạt bên trong chất điện giải rắn. Đây là một trong những rào cản lớn nhất đối với quá trình thương mại hóa pin thể rắn.

Pin thể rắn sử dụng chất điện giải rắn thay cho điện giải lỏng, nên được kỳ vọng sẽ cải thiện quãng đường di chuyển, rút ngắn thời gian sạc và giảm nguy cơ cháy nổ. Vì vậy, công nghệ này từ lâu được xem là thế hệ pin tiếp theo cho xe điện. Tuy nhiên, việc ứng dụng trên xe sản xuất hàng loạt hiện vẫn còn rất hạn chế.

Theo nhóm nghiên cứu, vấn đề cốt lõi nằm ở ranh giới giữa các tinh thể siêu nhỏ cấu thành chất điện giải rắn. Khi mất cân bằng điện tích xuất hiện tại khu vực này, ion lithium bị cản trở trong quá trình di chuyển, trong khi electron lại tập trung cục bộ, tạo điều kiện cho dendrite hình thành và phát triển. Các cấu trúc này có thể làm hỏng pin từ bên trong, thậm chí gây đoản mạch.

Giáo sư khoa học vật liệu Harry Tuller của MIT viết trên blog rằng: “Ranh giới hạt giống như thời tiết. Ai cũng nói về nó nhưng không ai thực sự tác động vào nó”. Theo ông, nghiên cứu lần này tập trung trực tiếp vào chính khu vực lâu nay bị xem là điểm yếu then chốt của pin thể rắn.

Nhóm nghiên cứu sử dụng chất điện giải rắn lithium lanthanum zirconate, kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI) với các kỹ thuật phân tích chuyên biệt để theo dõi hiện tượng dẫn điện tại ranh giới hạt. Từ đó, họ điều chỉnh quy trình gia công vật liệu nhằm giảm hư hại trong điện giải, tạo điều kiện để ion lithium di chuyển ổn định hơn mà không hình thành dendrite, đồng thời hạn chế tổn hao năng lượng.

Kết quả thử nghiệm cho thấy mật độ dòng của pin tăng hơn 300% so với mẫu đối chứng. Điều này cho thấy pin thể rắn có thể cải thiện tốc độ sạc - xả so với các thiết kế hiện nay, đồng thời mở ra khả năng kéo dài tuổi thọ pin.

Dù vậy, kết quả hiện mới dừng ở quy mô phòng thí nghiệm. Các hãng ôtô và doanh nghiệp sản xuất pin hiện vẫn đang phát triển những công nghệ riêng để loại bỏ khuyết tật vật liệu, qua đó đưa pin thể rắn vào sản xuất xe điện hàng loạt.

Theo bài viết, dendrite không phải là rào cản duy nhất đối với việc mở rộng sản xuất pin thể rắn. Chi phí cao và bài toán kiểm soát khuyết tật trong quy trình sản xuất quy mô lớn vẫn là những thách thức đáng kể.

Nghiên cứu này cũng cho thấy điểm nghẽn trong thương mại hóa pin thể rắn có thể nằm ở vi cấu trúc và điều kiện gia công, thay vì chỉ ở bản thân vật liệu. Đồng thời, kết quả nghiên cứu được xem là cơ sở để xây dựng tiêu chí thiết kế mới nhằm ức chế dendrite. Vấn đề tiếp theo là liệu các cải tiến đạt được trong phòng thí nghiệm có thể tái lập trong môi trường sản xuất hàng loạt hay không.