Ếch Ộp
Intern Writer
Chúng ta chuẩn bị bước vào một kỷ nguyên mới của công nghệ pin với sự ra đời của pin thể rắn, sản phẩm hứa hẹn khả năng xe điện có thể di chuyển xa hơn và sạc nhanh hơn bao giờ hết. Cụ thể, một mẫu pin thể rắn mới tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc vừa đạt thành công lớn, cho phép xe điện có thể vượt qua quãng đường 1000 km chỉ với một lần sạc.
Tại một trung tâm thử nghiệm xe điện ở ngoại ô Bắc Kinh, một chiếc xe thử nghiệm trang bị pin thể rắn mới đã có thể đạt được quãng đường 1000 km. Đằng sau thành công này là những nỗ lực không ngừng của nhiều nhóm nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã thực hiện những bước đột phá quan trọng trong công nghệ pin thể rắn.
Pin thể rắn từng được coi là giải pháp cuối cùng cho sự phát triển của xe điện, giờ đây đã không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà bắt đầu tiến gần hơn đến sản xuất hàng loạt.
Nguyên lý hoạt động của pin thể rắn rất đơn giản nhưng đầy thách thức. Các ion lithium trong pin giống như những "tài xế giao hàng", vận chuyển electron từ cực dương sang cực âm. Tuy nhiên, con đường cho các ion di chuyển – tức là chất điện phân rắn – lại không hề bằng phẳng. Chất điện phân rắn thường có độ cứng cao, dễ gãy như gốm sứ, trong khi cực lithium lại mềm như bùn. Khi hai loại vật liệu này kết hợp, bề mặt giữa các cực trở nên không đồng đều, làm giảm hiệu suất sạc và xả của pin.
Hiện tại, các nhóm nghiên cứu tại Trung Quốc đã tìm ra ba chiến lược đột phá nhằm kết nối chặt chẽ hai loại vật liệu này. Một nhóm nghiên cứu từ Viện Vật lý Trung Quốc đã phát triển một loại “keo đặc biệt”, giúp tự động thu hút ion lithium lấp đầy các khe hở giữa các cực và chất điện phân. Một nhóm khác từ Viện Kim loại đã sử dụng vật liệu polymer tạo ra một cấu trúc “khung” cho chất điện phân, giúp pin có khả năng chống kéo và uốn, thậm chí chịu được 20.000 lần gập mà không hề hấn gì. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa đã cải tạo chất điện phân với vật liệu fluoropolymer, đảm bảo pin hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cao hoặc khi bị đâm xuyên.
Sự đột phá về công nghệ pin thể rắn không chỉ mang lại cảm giác an toàn hơn cho người tiêu dùng mà còn tăng cường quãng đường đi được. Cụ thể, năng lượng tích trữ của pin thể rắn có thể lên tới 500 Wh/kg, gấp đôi so với pin lithium lỏng truyền thống (khoảng 300 Wh/kg). Trước đây, một pin nặng 100 kg chỉ có thể hỗ trợ quãng đường 500 km, giờ đây có thể lên tới 1000 km. Điều này có nghĩa là từ Bắc Kinh đến Thượng Hải, bạn chỉ cần sạc một lần.
Về tốc độ sạc, pin với chất điện phân sulfide có thể đạt 80% lượng điện trong chỉ 10 phút. Nếu tính toán cho quãng đường 400 km, điều này tương đương với việc bạn chỉ cần bổ sung 40 km cho mỗi phút - một tốc độ gần giống như đổ xăng.
Về mặt an toàn, pin thể rắn loại bỏ hoàn toàn nguy cơ quá nhiệt nhờ việc thay thế chất lỏng điện phân bằng chất điện phân rắn. Trong các thử nghiệm, pin thể rắn không có lửa hay khói trong các bài kiểm tra xuyên đâm, và sau hai giờ ở nhiệt độ 120°C, pin vẫn giữ được trạng thái bình thường.
Bên cạnh đó, tuổi thọ chu kỳ của pin thể rắn có thể đạt 3000 lần trước khi giảm xuống 85%, trong khi pin lỏng chỉ đạt khoảng 1200 lần trước khi giảm xuống 80%.
Hiện tại, Trung Quốc đang dẫn đầu trong việc thương mại hóa công nghệ pin thể rắn. Nhiều công ty trong nước đã bắt đầu xây dựng kế hoạch và thời gian trình làng sản phẩm. Ví dụ, Nio đã công bố mẫu ET9 với pin bán rắn đạt quãng đường 1062 km, và dự kiến phiên bản toàn phần thể rắn sẽ đạt trên 1200 km vào năm 2027.
Ngoài xe điện, ngành công nghiệp drone (không người lái) cũng đang áp dụng công nghệ pin thể rắn. Noxin Electronic, một công ty hàng đầu trong lĩnh vực pin drone, dự kiến sẽ ra mắt pin bán rắn đầu tiên vào năm 2025 và pin hoàn toàn thể rắn vào năm 2030.
Tuy nhiên, dù có những bước tiến vượt bậc, việc chuyển đổi từ phòng thí nghiệm sang sản xuất quy mô lớn vẫn còn rất nhiều thách thức. Vấn đề chi phí là rào cản hàng đầu, khi mà giá của các mẫu xe trang bị pin bán rắn vẫn cao hơn từ 3 đến 5 triệu VND so với các mẫu xe dùng pin lỏng cùng cấu hình. Dự kiến vào năm 2026, chênh lệch này sẽ giảm xuống còn dưới 2 triệu VND.
Đối với người tiêu dùng, có một số nguyên tắc cần lưu ý: không nên chọn xe có quãng đường dưới 600 km, không mua xe không có hệ thống làm mát bằng chất lỏng và tốt nhất tránh các thương hiệu không phổ biến để đảm bảo hậu mãi.
Các chuyên gia trong ngành tin rằng năm 2026 sẽ là thời điểm quan trọng cho sự phổ biến của pin thể rắn, khi giá thành hợp lý, công nghệ phát triển và hạ tầng được cải thiện. Dự báo rằng đến năm 2027, pin thể rắn sẽ được sản xuất hàng loạt và vào năm 2030, giá sẽ ngang bằng với pin truyền thống. Những công ty nước ngoài vẫn đang nghiên cứu công nghệ pin thể rắn có thể sẽ bị bất ngờ khi gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ pin thể rắn sản xuất tại Trung Quốc.
Công nghệ không bao giờ phát triển một cách dễ dàng, mà thường xuyên phải trải qua thất bại để đạt được thành công. Trong khi chờ đợi kỷ nguyên pin thể rắn, người tiêu dùng có thể lựa chọn công nghệ phù hợp với nhu cầu hiện tại của mình.
Tại một trung tâm thử nghiệm xe điện ở ngoại ô Bắc Kinh, một chiếc xe thử nghiệm trang bị pin thể rắn mới đã có thể đạt được quãng đường 1000 km. Đằng sau thành công này là những nỗ lực không ngừng của nhiều nhóm nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã thực hiện những bước đột phá quan trọng trong công nghệ pin thể rắn.
Pin thể rắn từng được coi là giải pháp cuối cùng cho sự phát triển của xe điện, giờ đây đã không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà bắt đầu tiến gần hơn đến sản xuất hàng loạt.
Nguyên lý hoạt động của pin thể rắn rất đơn giản nhưng đầy thách thức. Các ion lithium trong pin giống như những "tài xế giao hàng", vận chuyển electron từ cực dương sang cực âm. Tuy nhiên, con đường cho các ion di chuyển – tức là chất điện phân rắn – lại không hề bằng phẳng. Chất điện phân rắn thường có độ cứng cao, dễ gãy như gốm sứ, trong khi cực lithium lại mềm như bùn. Khi hai loại vật liệu này kết hợp, bề mặt giữa các cực trở nên không đồng đều, làm giảm hiệu suất sạc và xả của pin.
Hiện tại, các nhóm nghiên cứu tại Trung Quốc đã tìm ra ba chiến lược đột phá nhằm kết nối chặt chẽ hai loại vật liệu này. Một nhóm nghiên cứu từ Viện Vật lý Trung Quốc đã phát triển một loại “keo đặc biệt”, giúp tự động thu hút ion lithium lấp đầy các khe hở giữa các cực và chất điện phân. Một nhóm khác từ Viện Kim loại đã sử dụng vật liệu polymer tạo ra một cấu trúc “khung” cho chất điện phân, giúp pin có khả năng chống kéo và uốn, thậm chí chịu được 20.000 lần gập mà không hề hấn gì. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa đã cải tạo chất điện phân với vật liệu fluoropolymer, đảm bảo pin hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cao hoặc khi bị đâm xuyên.
Sự đột phá về công nghệ pin thể rắn không chỉ mang lại cảm giác an toàn hơn cho người tiêu dùng mà còn tăng cường quãng đường đi được. Cụ thể, năng lượng tích trữ của pin thể rắn có thể lên tới 500 Wh/kg, gấp đôi so với pin lithium lỏng truyền thống (khoảng 300 Wh/kg). Trước đây, một pin nặng 100 kg chỉ có thể hỗ trợ quãng đường 500 km, giờ đây có thể lên tới 1000 km. Điều này có nghĩa là từ Bắc Kinh đến Thượng Hải, bạn chỉ cần sạc một lần.
Về tốc độ sạc, pin với chất điện phân sulfide có thể đạt 80% lượng điện trong chỉ 10 phút. Nếu tính toán cho quãng đường 400 km, điều này tương đương với việc bạn chỉ cần bổ sung 40 km cho mỗi phút - một tốc độ gần giống như đổ xăng.
Về mặt an toàn, pin thể rắn loại bỏ hoàn toàn nguy cơ quá nhiệt nhờ việc thay thế chất lỏng điện phân bằng chất điện phân rắn. Trong các thử nghiệm, pin thể rắn không có lửa hay khói trong các bài kiểm tra xuyên đâm, và sau hai giờ ở nhiệt độ 120°C, pin vẫn giữ được trạng thái bình thường.
Bên cạnh đó, tuổi thọ chu kỳ của pin thể rắn có thể đạt 3000 lần trước khi giảm xuống 85%, trong khi pin lỏng chỉ đạt khoảng 1200 lần trước khi giảm xuống 80%.
Hiện tại, Trung Quốc đang dẫn đầu trong việc thương mại hóa công nghệ pin thể rắn. Nhiều công ty trong nước đã bắt đầu xây dựng kế hoạch và thời gian trình làng sản phẩm. Ví dụ, Nio đã công bố mẫu ET9 với pin bán rắn đạt quãng đường 1062 km, và dự kiến phiên bản toàn phần thể rắn sẽ đạt trên 1200 km vào năm 2027.
Ngoài xe điện, ngành công nghiệp drone (không người lái) cũng đang áp dụng công nghệ pin thể rắn. Noxin Electronic, một công ty hàng đầu trong lĩnh vực pin drone, dự kiến sẽ ra mắt pin bán rắn đầu tiên vào năm 2025 và pin hoàn toàn thể rắn vào năm 2030.
Tuy nhiên, dù có những bước tiến vượt bậc, việc chuyển đổi từ phòng thí nghiệm sang sản xuất quy mô lớn vẫn còn rất nhiều thách thức. Vấn đề chi phí là rào cản hàng đầu, khi mà giá của các mẫu xe trang bị pin bán rắn vẫn cao hơn từ 3 đến 5 triệu VND so với các mẫu xe dùng pin lỏng cùng cấu hình. Dự kiến vào năm 2026, chênh lệch này sẽ giảm xuống còn dưới 2 triệu VND.
Đối với người tiêu dùng, có một số nguyên tắc cần lưu ý: không nên chọn xe có quãng đường dưới 600 km, không mua xe không có hệ thống làm mát bằng chất lỏng và tốt nhất tránh các thương hiệu không phổ biến để đảm bảo hậu mãi.
Các chuyên gia trong ngành tin rằng năm 2026 sẽ là thời điểm quan trọng cho sự phổ biến của pin thể rắn, khi giá thành hợp lý, công nghệ phát triển và hạ tầng được cải thiện. Dự báo rằng đến năm 2027, pin thể rắn sẽ được sản xuất hàng loạt và vào năm 2030, giá sẽ ngang bằng với pin truyền thống. Những công ty nước ngoài vẫn đang nghiên cứu công nghệ pin thể rắn có thể sẽ bị bất ngờ khi gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ pin thể rắn sản xuất tại Trung Quốc.
Công nghệ không bao giờ phát triển một cách dễ dàng, mà thường xuyên phải trải qua thất bại để đạt được thành công. Trong khi chờ đợi kỷ nguyên pin thể rắn, người tiêu dùng có thể lựa chọn công nghệ phù hợp với nhu cầu hiện tại của mình.
