Pin thể rắn, loại pin của xe điện tương lai

Pin thể rắn: Tương lai của xe điện

Xe điện là một xu hướng đang phát triển trong ngành công nghiệp ô tô, với nhiều khách hàng chuyển từ xe động cơ đốt trong sang xe điện. Tuy nhiên, một trong những thách thức chính đối với việc áp dụng rộng rãi xe điện là những hạn chế của công nghệ pin hiện tại. Pin Lithium-ion với khối lượng lớn, có tuổi thọ hạn chế và mất nhiều thời gian để sạc. Đây là lúc pin thể rắn ra đời để khắc phục những hạn chế của pin Lithium.

Pin thể rắn là gì?

Pin thể rắn là một loại pin sạc sử dụng các điện cực rắn và chất điện phân rắn thay vì chất điện phân lỏng hoặc gel có trong pin Lithium-ion. Chất điện phân rắn thường được làm từ vật liệu gốm, mang lại một số lợi thế so với chất điện phân lỏng truyền thống. Những ưu điểm này bao gồm mật độ năng lượng cao hơn, tuổi thọ dài hơn và thời gian sạc nhanh hơn.

Mật độ năng lượng cao hơn có nghĩa là pin thể rắn có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong một không gian nhỏ hơn, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong xe điện. Tuổi thọ dài hơn có nghĩa là pin thể rắn ít có khả năng xuống cấp theo thời gian, giảm nhu cầu thay thế thường xuyên và cải thiện tính bền vững tổng thể của xe điện. Thời gian sạc nhanh hơn là một lợi thế lớn, vì chúng cho phép xe điện được sạc lại nhanh hơn, giảm thời gian người lái xe phải chờ xe của họ sạc.

Lịch sử và sự phát triển của pin thể rắn

Quá trình phát triển pin thể rắn cho xe điện đã diễn ra trong nhiều thập kỷ, với những tiến bộ lớn đã đạt được trong những năm gần đây. Trong những ngày đầu phát triển pin thể rắn, các nhà nghiên cứu đã phải vật lộn để tìm ra chất điện phân rắn vừa an toàn vừa có khả năng dẫn ion hiệu quả. Tuy nhiên, những tiến bộ gần đây trong khoa học vật liệu đã dẫn đến sự phát triển của các vật liệu gốm mới vừa an toàn vừa hiệu quả.

Một trong những bước đột phá quan trọng trong việc phát triển pin thể rắn đến từ một nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu của Toyota, họ đã phát triển một loại chất điện phân mới vừa an toàn vừa hiệu quả. Sự phát triển này đã mở đường cho việc thương mại hóa pin thể rắn và một số công ty khác như BMW và Volkswagen cũng đã bắt đầu phát triển pin thể rắn của mình.

Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ này việc thương mại hóa pin thể rắn vẫn chậm hơn dự kiến ​​do những thách thức kỹ thuật trong việc mở rộng quy mô sản xuất cũng như đảm bảo độ bền và an toàn. Một trong những thách thức chính đối với việc phát triển pin thể rắn là chi phí sản xuất cao, vì vật liệu được sử dụng trong pin thể rắn đắt hơn so với vật liệu được sử dụng trong pin Lithium-ion. Ngoài ra, đảm bảo an toàn cho pin thể rắn là mối quan tâm chính vì bất kỳ khiếm khuyết nào trong chất điện phân rắn đều có thể dẫn đến đoản mạch và gây nguy cơ hỏa hoạn.

Những thương hiệu xe điện nào sử dụng pin thể rắn?

Một số công ty hiện đang nghiên cứu phát triển và thương mại hóa pin thể rắn cho xe điện như Vinfast, Toyota, BMW và Volkswagen, Nissan,… Tuy nhiên, vẫn chưa có công ty nào ra mắt pin thể rắn cho xe điện thương mại.

Toyota là một trong những công ty hàng đầu trong việc phát triển pin thể rắn và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch ra mắt xe điện thể rắn chạy pin vào đầu những năm 2020. Tuy nhiên, không có ngày ra mắt cụ thể nào được công bố và cũng không rõ chính xác khi nào Toyota sẽ ra mắt xe điện sử dụng pin thể rắn đầu tiên của mình.

BMW là một công ty khác đang tích cực nghiên cứu công nghệ pin thể rắn và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch ra mắt xe điện thể rắn chạy pin trong những năm tới. Tuy nhiên, không có ngày ra mắt cụ thể nào được công bố và không rõ chính xác khi nào BMW sẽ ra mắt xe điện pin thể rắn đầu tiên.

Volkswagen cũng đang nghiên cứu công nghệ pin thể rắn và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch tung ra một loại pin thể rắn trên xe điện.

Vinfast là nhà sản xuất ô tô Việt Nam được thành lập vào năm 2017. Công ty cho biết họ có kế hoạch ra mắt xe điện chạy bằng pin thể rắn trong tương lai thông qua quan hệ đối tác chiến lược mới được công bố với nhà sản xuất pin ProLogium để phát triển công nghệ pin thể rắn của mình. Vinfast đã nhận được khoản đầu tư đáng kể từ các nhà đầu tư lớn trên toàn cầu, bao gồm Ngân hàng Thế giới và Ngân hàng Đầu tư Châu Âu, đồng thời tuyên bố rằng họ có kế hoạch trở thành một công ty lớn trên thị trường xe điện.

Storedot là một công ty của Israel được thành lập vào năm 2012. Công ty tập trung vào phát triển công nghệ pin sạc nhanh, bao gồm cả pin thể rắn. Storedot đã nhận được khoản đầu tư đáng kể từ các nhà đầu tư lớn trên toàn cầu như Samsung và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch tung ra một loại pin thể rắn trong tương lai gần.

Nissan là nhà sản xuất ô tô Nhật Bản đã hoạt động hơn 80 năm. Công ty có một lịch sử đổi mới mạnh mẽ trong ngành công nghiệp ô tô và họ đã nghiên cứu phát triển công nghệ pin thể rắn trong vài năm. Trong những năm gần đây, Nissan đã công bố một số quan hệ đối tác với các công ty và tổ chức khác để đẩy nhanh quá trình phát triển công nghệ pin thể rắn, bao gồm cả quan hệ đối tác với Viện Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến (AIIT) tại Nhật Bản.

NIO là nhà sản xuất xe điện của Trung Quốc được thành lập vào năm 2014. Công ty nổi tiếng với xe điện hiệu suất cao và đã nghiên cứu phát triển công nghệ pin thể rắn trong vài năm. NIO đã công bố một số quan hệ đối tác với các nhà sản xuất pin hàng đầu, bao gồm CATL, để đẩy nhanh quá trình phát triển công nghệ pin thể rắn của mình và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch ra mắt pin thể rắn cho xe điện trong tương lai gần.

QuantumScape là một công ty của Mỹ được thành lập vào năm 2010. Công ty tập trung vào phát triển công nghệ pin thể rắn và đã nhận được đầu tư đáng kể từ các nhà đầu tư lớn trên toàn cầu, bao gồm cả Volkswagen. QuantumScape đã tuyên bố rằng công nghệ pin thể rắn của họ sẽ mang lại sự cải thiện đáng kể về mật độ năng lượng và thời gian sạc so với pin lithium-ion truyền thống và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch ra mắt pin thể rắn trong tương lai gần. Lô pin thể rắn đầu tiên được QuantumScape vận chuyển tới các nhà sản xuất xe điện.

ProLogium là một công ty Đài Loan được thành lập vào năm 2009. Công ty tập trung vào phát triển công nghệ pin thể rắn và đã nhận được đầu tư đáng kể từ các nhà đầu tư lớn trên toàn cầu, bao gồm cả chính phủ Đài Loan. ProLogium đã tuyên bố rằng công nghệ pin thể rắn của họ sẽ mang lại sự cải thiện đáng kể về mật độ năng lượng và thời gian sạc so với pin lithium-ion truyền thống và công ty đã tuyên bố rằng họ có kế hoạch ra mắt pin thể rắn.