Cuộc đua phát triển pin thể rắn: Hướng tới cuộc cách mạng thứ hai cho xe điện

Cuộc đua phát triển pin thể rắn: Hướng tới cuộc cách mạng thứ hai cho xe điện

Các nhà sản xuất ô tô đang tìm cách thay thế pin lithium-ion truyền thống bằng pin thể rắn để nâng cao hiệu suất và an toàn cho xe điện. Toyota và các công ty khác đã đạt được những đột phá công nghệ và dự kiến sẽ sản xuất pin thể rắn trong vài năm tới.

Cuộc đua phát triển pin thể rắn: Hướng tới cuộc cách mạng thứ hai cho xe điện

Khi nói về những mong muốn lớn nhất từ một chiếc xe điện, người ta thường nhắc đến ba yếu tố: quãng đường di chuyển xa, thời gian sạc nhanh và giá cả cạnh tranh. Để đạt được những mục tiêu này, các nhà sản xuất ô tô đang nỗ lực thay thế pin lithium-ion (Li-ion) truyền thống bằng công nghệ pin thể rắn tiên tiến hơn. Những loại pin mới này hứa hẹn sẽ giúp rút ngắn thời gian sạc và cho phép xe đi được quãng đường xa hơn sau mỗi lần sạc.

Đạt được đột phá công nghệ

Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, các công ty ô tô lớn như Toyota đã đạt được những đột phá công nghệ trong việc phát triển pin thể rắn. Theo kế hoạch, pin Li-ion thể rắn đầu tiên sẽ được sản xuất trong vài năm tới. Toyota dự định sẽ bắt đầu sản xuất pin thể rắn vào năm 2027. Loại pin này cho phép xe điện chạy được 1.200km sau mỗi lần sạc, gấp đôi so với nhiều mẫu xe điện hiện có trên thị trường. Thời gian sạc cũng chỉ khoảng 10 phút.

Ngoài Toyota, nhiều công ty khác cũng đang công bố những con số ấn tượng về pin thể rắn. Nissan đang xây dựng một nhà máy thí điểm ở Yokohama để sản xuất phiên bản thử nghiệm trong năm tới. BMW cũng có kế hoạch xây dựng một nhà máy tương tự ở Đức, phối hợp với công ty phát triển pin Solid Power đến từ Mỹ. QuantumScape, một startup ở thung lũng Silicon, đã bắt đầu vận chuyển mẫu thử pin thể rắn cho Volkswagen.

Thách thức trong phát triển pin thể rắn

Phát triển pin thể rắn không phải là công việc dễ dàng và đòi hỏi nhiều thời gian. Mặc dù pin Li-ion đã được phát minh từ những năm 1970, nhưng đến những năm 1990 mới được thương mại hóa và sử dụng trong các thiết bị điện tử như laptop và điện thoại di động, sau đó mới được áp dụng cho xe điện.

Để sản xuất hàng triệu pin thể rắn trong nhà máy là một thách thức khó khăn hơn nhiều so với việc tạo ra một loại pin mới trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, các công ty ô tô đang đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ pin thể rắn để cải thiện hiệu suất và an toàn cho xe điện.

Cuộc cách mạng thứ hai của xe điện

Ban đầu, lý do chính khiến các nhà sản xuất ô tô quan tâm đến pin thể rắn là để nâng cao độ an toàn. Pin Li-ion truyền thống có nguy cơ cháy nổ trong trường hợp xe gặp tai nạn hoặc nhiệt độ tăng cao trong quá trình sạc. Sử dụng chất điện phân dạng thể rắn có khả năng ngăn chặn được hiện tượng này.

Ngoài việc cải thiện an toàn, pin thể rắn còn cho phép các nhà sản xuất thiết kế pin nhỏ hơn và nhẹ hơn, nhưng vẫn chứa được nhiều năng lượng hơn. Chất điện phân thể rắn có thể được làm từ nhiều loại hóa chất, bao gồm polymers và ceramics.

Tuy nhiên, việc phát triển pin thể rắn đòi hỏi sự đánh đổi giữa hiệu suất, thời gian sạc và tuổi thọ pin. Các công ty đang nghiên cứu và lựa chọn các nguyên liệu phù hợp để tạo ra pin thể rắn có hiệu suất cao và tuổi thọ lâu.

Tiềm năng của pin thể rắn

Pin Li-ion thể rắn có tiềm năng lớn để giúp xe điện cạnh tranh với xe xăng trong nhiều khía cạnh, từ hiệu suất đến quãng đường di chuyển và tiện ích sử dụng. Hiện tại, pin Li-ion truyền thống chiếm khoảng 40% chi phí sản xuất một chiếc xe điện. Việc sử dụng pin thể rắn có thể giảm chi phí sản xuất và giúp xe điện cạnh tranh về giá.

Trên thị trường hiện nay, đã có một số loại pin thể rắn được sử dụng. Ví dụ, Blue Solutions (Pháp) đã sản xuất pin sử dụng polymer làm chất điện phân và chuyên dùng cho xe bus điện. Công ty pin Trung Quốc, CATL, cũng sẽ bắt đầu sản xuất pin thể rắn vào cuối năm nay. Pin mới này có thể chứa được 500 watt-giờ trên mỗi kg, cao hơn so với pin Li-ion truyền thống.

Tuy nhiên, việc phát triển pin thể rắn còn đối mặt với nhiều thách thức, từ nguồn cung nguyên liệu đến chi phí sản xuất. Các công ty ô tô đang hợp tác với các nhà sản xuất pin và công ty khai khoáng để đảm bảo nguồn cung và giảm chi phí sản xuất.

Cuộc đua phát triển pin thể rắn đang diễn ra sôi nổi trên toàn cầu. Với những đột phá công nghệ và nỗ lực của các công ty ô tô, hy vọng rằng pin thể rắn sẽ mang đến cuộc cách mạng thứ hai cho xe đi

[question] Toyota dự định bắt đầu sản xuất pin Li-ion thể rắn vào năm nào?,Những vấn đề mà các công ty phải đối mặt khi phát triển pin thể rắn là gì?