Nhóm nghiên cứu của trường Đại học bang Mississippi (Mỹ) đã phát triển một phương pháp xạc điện mới nhờ có những tiến bộ trong lĩnh vực mô phỏng các động lực phân tử. Trong nghiên cứu này, nhóm đã mô phỏng quy trình xạc ắc quy ion lithi bằng cách mô phỏng lớp kẹp (lớp chèn) của ion lithi vào cực anot graphit của ắc quy. Mặc dù lớp kẹp chỉ là một phần của quá trình xạc điện (đi đôi với quá trình khuếch tán), nhưng nó chiếm chủ yếu lượng thời gian xạc.
Trong quy trình xạc điện, đầu tiên các ion lithi khuếch tán bên trong các điện cực của ắc quy cho tới khi chúng tới được cực anot graphit. Ở tại giao diện này, các ion phải vượt qua một rào cản năng lượng nhằm có thể chèn vào cực anot.
Ở những mô phỏng của mình, nhóm nghiên cứu nhận thấy một điện trường dao động bổ sung có thể làm hạ thấp rào cản năng lượng này, khiến cho các ion lithi xen vào anot nhanh chóng hơn. Trường dao động này cũng làm tăng tỷ lệ khuếch tán, làm giảm hơn nữa tổng thời gian xạc. Đặc biệt, khi nhóm nghiên cứu chiếu một trường sóng vuông dao động với tần số là 25 GHz và biên độ là 5 kCal/mol vào các dải graphit ở cực anot, thì các ion lithi chèn vào các dải graphit chỉ trong thời gian trung bình là 50 nano giây. Bằng cách thay đổi biên độ của sóng dao động, nhóm nghiên cứu nhận thấy họ có thể cải thiện hơn nữa thời gian xạc bằng cách hạ thấp rào cản năng lượng và làm tăng tốc quá trình chèn. Những mô phỏng của họ cho thấy sự phụ thuộc của thời gian chèn vào biên độ tuân theo hàm số mũ, nghĩa là một lượng tăng nhỏ ở biên độ sẽ dẫn tới mức tăng lớn ở tốc độ chèn, mang lại tiềm năng tạo ra thời gian xạc rất nhanh.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định nghiên cứu sâu hơn nữa phương pháp mới này, gồm việc phân tích sự thay đổi tần số của các hiệu ứng trường dao động sẽ làm thay đổi thời gian xạc như thế nào. Nhóm nghiên cứu cũng lưu ý phương pháp xạc mới này cũng có thể tạo ra những mức tỷ trọng công suất cao cho ắc quy.
(Vista)