Cuộc đua phát triển ‘chén thánh’ của xe điện chưa ngã ngũ, quốc gia châu Á lại tiên phong thúc đẩy công nghệ thay thế ưu việt hơn, dân trong ngành cũng phải ‘gật gù’ công nhận

Nỗ lực thương mại hóa pin thể rắn cho xe điện (EV) đang diễn ra tốt đẹp, nhưng các nhà phân tích cho rằng các hãng ô tô lớn có thể bắt đầu chuyển sang một loại vật liệu khoa học mang tính chuyển đổi khác.

Pin thể rắn từ lâu đã được coi là “chén thánh” cho xe điện. Pin thể rắn chứa chất điện phân thể rắn, được làm từ các vật liệu như gốm. Điều đó khiến chúng khác với pin lithium-ion thông thường vốn chứa chất điện phân lỏng.

Về mặt lý thuyết, công nghệ pin thể rắn nạp nhiều năng lượng hơn vào mỗi đơn vị thể tích so với pin lithium-ion. Nó cung cấp pin an toàn hơn, rẻ hơn và mạnh hơn cho xe điện, đồng thời tốn ít thời gian sạc hơn.

Các hãng ô tô đã đầu tư hàng tỷ USD để nghiên cứu pin thể rắn và hợp tác với các đơn vị phát triển để sản xuất các phiên bản pin của riêng họ.

Hãng Toyota của Nhật Bản cho biết họ đang đặt mục tiêu đưa pin thể rắn vào sản xuất hàng loạt trong 2027-2028. Pin dự kiến có thể hoạt động trong phạm vi 1.000 km và thời gian sạc chỉ 10 phút.

Tháng 4, Nissan của Nhật Bản cho biết hãng có kế hoạch ra mắt pin thể rắn cho xe điện vào đầu năm 2029.

Tháng 9, Mercedes-Benz của Đức và startup về pin Factorial (Mỹ) là Factorial cho họ đang hợp tác sản xuất pin thể rắn, dự kiến ra mắt vào cuối thập kỷ này. Factorial cũng có hợp tác với các nhà sản xuất ô tô khác là Stellantis, Hyundai và Kia.

Theo Quỹ Bảo vệ Môi trường, trung bình xe điện tại Mỹ đi được 483 km cho một lần sạc, trong khi thời gian sạc đầy một xe điện có thể mất 20 phút hoặc vài giờ, tùy thuộc vào loại xe và tốc độ 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.

Trao đổi với CNBC, Reid cho biết: “Kết quả có vẻ rất hứa hẹn. Pin thể rắn an toàn và mật độ năng lượng lớn hơn nhiều. Tốc độ sạc cũng vượt trội. Đây là những lợi thế của pin thể rắn”.

Tuy nhiên, bất chấp kỳ vọng về khả năng triển khai pin thể rắn, các nhà phân tích vẫn hoài nghi về thời điểm chúng thực sự có mặt trên thị trường.

Pin bán rắn

Reid cho biết một nhược điểm lớn của pin thể rắn là pin bị phồng lên trong quá trình sạc, khiến pin bị xuống cấp sau nhiều lần sạc.

Julia Poliscanova, giám đốc cấp cao về chuỗi cung ứng xe điện tại tổ chức Transport & Environment, nói với CNBC tại Triển lãm ô tô Paris: “5 năm trước, nếu chúng ta thảo luận về việc này, tôi sẽ rất hào hứng với pin thể rắn”.

“Nhưng xét đến khoảng cách giữa thử nghiệm và thương mại hóa, hiện nay có một số rào cản. Mỗi khi tôi nói chuyện với lãnh đạo các hãng xe tại các hội nghị về pin, tôi đều nghe cùng một câu trả lời: ‘Phải mất đến 5-7 năm nữa’”, vị chuyên gia nói.

Poliscanova nói thêm: “Khi nhìn vào công nghệ hiện tại – pin lithium-ion, chúng đã được nâng cấp rất nhiều. Một công nghệ rẻ đã được cải tiến tốt đến mức pin thể rắn có vẻ bớt hấp dẫn đi”.

Tuy nhiên, có thể có một lựa chọn khác: pin bán rắn. Loại pin này có một lượng nhỏ chất lỏng hoặc gel cho phép khuếch tán nhanh các ion - hoặc nguyên tử có điện tích - để sạc và xả pin EV. Nó có ít chất lỏng hơn nhiều so với pin lithium ion truyền thống.

Reid cho biết pin bán rắn đã được thương mại hóa “khá tốt” tại Trung Quốc. Ông cho rằng đây là giải pháp công nghệ có khả năng hoàn toàn thay thế nhu cầu về pin thể rắn”.

Việc phát triển pin bán rắn chủ yếu do các công ty pin Trung Quốc dẫn dầu, bao gồm CATL, WeLion, Qingtao Energy và Ganfeng Lithium.

Nhà sản xuất xe điện Trung Quốc Nio đã thương mại hóa pin bán rắn có công suất 150 kWh cho xe điện của hãng, 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.

Pin lithium ‘vẫn là giải pháp tối ưu’

Poliscanova của Transport & Environment công nhận các bước tiến trong sản xuất pin bán rắn ở Trung Quốc, “bởi vì bất kỳ ai hiểu cách sản xuất pin sẽ luôn là người sản xuất ra nhiều loại pin tiếp theo”.

“Tôi nghĩ việc cải tiến pin có chi phí thấp hơn so với pin thể rắn đang thu hút được nhiều sự chú ý và thương mại hóa hơn. Có lẽ là bởi xét đến khoảng cách di chuyển, pin có phạm vi hoạt động 600-800 km là ổn rồi”, bà nói.

Tuy nhiên, không phải ai cũng tin rằng sắp có sự chuyển hướng sang pin bán rắn hay việc triển khai pin thể rắn hàng loạt trong vài năm tới.

Michael Widmer, trưởng bộ phận nghiên cứu kim loại tại Bank of America, nói với “Squawk Box Europe” của CNBC: “Thực tế là hiện tại, pin lithium vẫn là giải pháp tốt nhất và tiếp tục là động lực chính trong vòng 5-10 năm tới”.

Theo CNBC