Nỗ lực thương mại hóa pin thể rắn cho xe điện đang diễn ra thuận lợi. Đây từ lâu đã được coi là ‘chén thánh’ của công cuộc lái xe bền vững, chứa chất điện phân rắn và khác biệt hoàn toàn với pin lithium-ion thông thường vốn chứa chất điện phân lỏng. Công nghệ thế hệ tiếp theo, về mặt lý thuyết, chứa nhiều năng lượng hơn vào mỗi đơn vị thể tích so với pin lithium-ion. Pin an toàn hơn, rẻ hơn, cho thời gian sạc nhanh hơn.
Hàng tỷ USD đã được đầu tư vào nghiên cứu pin thể rắn. Chẳng hạn, Toyota của Nhật Bản đặt mục tiêu đưa pin thể rắn vào sản xuất hàng loạt trong khoảng thời gian từ năm 2027 đến năm 2028. Nhà sản xuất ô tô này cho biết bước đột phá gần đây trong nỗ lực cải thiện độ bền của công nghệ đồng nghĩa với việc pin có thể hoạt động trong phạm vi 1.000 km (621 dặm) và thời gian sạc chỉ 10 phút.
Nissan của Nhật Bản thì lên kế hoạch ra mắt pin thể rắn cho xe điện vào đầu năm 2029, trong khi Mercedes-Benz của Đức và công ty khởi nghiệp pin của Mỹ là Factorial hợp tác sản xuất pin thể rắn. Factorial cũng có các thỏa thuận phát triển chung với các nhà sản xuất ô tô bao gồm Hyundai, Stellantis và Kia.
Được biết, mọi ắc quy hiện nay đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc, đó là dòng nguyên tử tích điện (ion) sẽ chạy qua chất lỏng vật liệu hóa học (chất điện giải) từ cực dương đến cực âm, qua đó tạo ra dòng điện. Pin thể rắn khác ở chỗ chất điện giải lại ở thể rắn chứ không phải thể lỏng, qua đó giúp xe điện chạy an toàn hơn, giảm rủi ro cháy nổ nhiều hơn khi di chuyển.
“Chúng tôi tin tưởng rằng chất điện phân rắn gốc sunphua sẽ là giải pháp tiềm năng cho các thách thức về ắc quy xe điện liên quan đến phạm vi di chuyển lẫn thời gian sạc”, giám đốc Shunichi Kito của Idemitsu khẳng định trong cuộc họp báo chung cùng Toyota.
Theo Quỹ Bảo vệ Môi trường, phạm vi di chuyển trung bình của xe điện tại Mỹ là gần 300 dặm (hoặc 483 km) cho một lần sạc, trong khi thời gian sạc đầy một xe điện chạy bằng pin có thể mất 20 phút hoặc vài giờ, tùy thuộc vào loại xe và tốc độ của điểm sạc. Max Reid, một nhà phân tích tại Wood Mackenzie, cho biết pin thể rắn đang ở giai đoạn đầu của một hành trình dài hướng tới thương mại hóa.
“Rõ ràng là kết quả có vẻ rất hứa hẹn — an toàn hơn nhiều, mật độ năng lượng lớn hơn và đặc biệt là tốc độ sạc – một trong những lợi ích chính của pin thể rắn”.
Các công ty từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Châu Âu và Mỹ – vốn tụt hậu so với Trung Quốc trong lĩnh vực pin lithium truyền thống – đang kỳ vọng công nghệ pin thế hệ tiếp theo có thể giúp mình giành lại vị thế. “Một cuộc đua nghiên cứu trên toàn cầu về pin thể rắn đang diễn ra. Nếu Toyota có thể thành công trước hãng khác trong việc chế tạo pin thể rắn, đem lại chi phí rẻ hơn, kéo dài tuổi thọ ắc quy, tăng hiệu quả sạc với 10 phút là đầy pin thì họ có thể làm chấn động toàn thị trường”, Viện trưởng Peter Bruce của Viện khoa học Faraday Institution khẳng định.
Tuy nhiên, bất chấp sự cường điệu ngày càng tăng, các nhà phân tích vẫn hoài nghi về thời điểm pin thể rắn thực sự có mặt trên thị trường. Reid của Wood Mackenzie cho biết một nhược điểm lớn của pin thể rắn là chúng dễ bị phồng lên trong quá trình sạc. Sạc quá nhiều lần sẽ dẫn đến tình trạng thoái hóa pin.
Julia Poliscanova, giám đốc cấp cao về chuỗi cung ứng xe điện tại nhóm vận động Transport & Environment, phát biểu với CNBC tại Triển lãm ô tô Paris: “Năm năm trước, nếu chúng ta thảo luận về điều này, tôi sẽ rất hào hứng với pin thể rắn. Nhưng bằng cách nào đó, trong khoảng không gian giữa thử nghiệm và thương mại hóa, hiện nay có một số rào cản. Chúng ta còn cách 5-7 năm nữa”.
Poliscanova nói thêm: “Khi bạn nhìn vào công nghệ hiện tại, pin lithium-ion, chúng đã được cải thiện rất nhiều. Sự cải tiến tốt đến mức có lẽ không còn hấp dẫn khi tập trung toàn bộ sự chú ý vào pin thể rắn”.
Tuy nhiên, có thể có một lựa chọn khác: pin bán rắn – lai giữa chất điện phân rắn và chất điện phân lỏng. Reid cho biết pin bán rắn đã được thương mại hóa ở mức độ khá tốt tại Trung Quốc, “và thực tế, theo tôi, đây là công nghệ loại bỏ nhu cầu về pin thể rắn hoàn toàn”.
“Do nhu cầu EV tại phương Tây chậm lại, bạn có thể thấy một số thông báo tiêu cực về pin thể rắn”.
Việc phát triển pin bán rắn chủ yếu được dẫn đầu bởi các công ty Trung Quốc, chẳng hạn như CATL và các công ty như WeLion, Qingtao Energy và Ganfeng Lithium. Nhà sản xuất xe điện Trung Quốc Nio cũng đã thương mại hóa pin bán rắn 150 kilowatt giờ cho xe điện của mình, với phạm vi hoạt động lên tới 1.000 km. Riêng Ganfeng LiEnergy, một công ty con của Ganfeng Lithium, đang sản xuất pin bán rắn cho xe điện với phạm vi hoạt động là 530 km.
Poliscanova của Transport & Environment cho biết bà đang thấy sự tiến bộ trong sản xuất pin bán rắn ở Trung Quốc. “Tôi nghĩ rằng đã có nhiều sự chú ý và thương mại hóa hơn đối với những cải tiến có chi phí thấp hơn pin thể rắn”, bà nói.
Tuy nhiên, không phải ai cũng tin vào sự chuyển hướng dành cho pin bán rắn. Michael Widmer, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu kim loại tại Bank of America, phát biểu với “Squawk Box Europe” của CNBC vào ngày 9 tháng 10 rằng: “Thực tế là hiện tại, khi chúng ta nhìn vào không gian xe điện, pin lithium vẫn là giải pháp tốt nhất. Đó là trụ cột chính và có lẽ sẽ tiếp tục như vậy trong vòng 5 đến 10 năm tới”, ông nói thêm.
Theo: CNBC, SCMP
