Pin thể rắn là gì? Vì sao mọi hãng xe đều theo đuổi?

[Nguyễn Đức Thao]

Pin thể rắn, được mệnh danh là “chén thánh” của công nghệ pin, đang dần tiến gần hơn đến thực tế. Dù vẫn còn nhiều thách thức trong khâu sản xuất hàng loạt, những chiếc xe điện đầu tiên trang bị pin thể rắn hoặc bán rắn có thể sẽ xuất hiện trên đường phố vào cuối thập kỷ này.

Tương lai pin thể rắn: “Chén thánh” của ngành xe điện​

Pin lithium-ion hiện tại vẫn là tiêu chuẩn, nhưng chúng có nhiều giới hạn. Các hãng xe có thể tăng phạm vi hoạt động hoặc tốc độ sạc, nhưng điều đó thường đánh đổi bằng chi phí cao hoặc tuổi thọ pin ngắn hơn. Pin thể rắn được xem là lời giải cho tất cả những vấn đề đó.

Thay vì sử dụng chất điện phân lỏng, pin thể rắn thay thế bằng chất điện phân rắn, mang lại hiệu suất, độ an toàn và khả năng sạc nhanh vượt trội trong cùng kích thước. Tuy nhiên, vật liệu rắn lại khó sản xuất hàng loạt mà không gặp lỗi.

Theo dự đoán của BloombergNEF, đến năm 2035, pin thể rắn sẽ chỉ chiếm khoảng 10% nhu cầu pin toàn cầu, chủ yếu tập trung ở xe điện cao cấp. Trong khi đó, pin bán rắn – sử dụng chất điện phân dạng gel – đang được xem là bước chuyển tiếp thực tế hơn, đặc biệt tại Trung Quốc, nơi chiếm tới 83% công suất sản xuất toàn cầu.

Các hãng như Nio, SAIC Motors, Mercedes-Benz, BMW và Stellantis đang thử nghiệm các mẫu xe chạy pin thể rắn hoặc bán rắn. Nhật Bản và Hàn Quốc – với những tên tuổi như Toyota, Honda, Nissan và Hyundai – cũng đang âm thầm phát triển công nghệ này, dù chưa công bố lịch thương mại hóa cụ thể.

Danh sách các xe điện sử dụng hoặc sắp dùng pin thể rắn / bán rắn​

Trung Quốc – dẫn đầu xu hướng pin bán rắn​

• Nio ET7 / ET5: Pin bán rắn 150 kWh từ WeLion, mật độ năng lượng 360 Wh/kg, phạm vi 1.050 km.
• IM L6 (SAIC): Pin bán rắn 133 kWh từ Suzhou QingTao, phạm vi hơn 1.000 km, kiến trúc 900V, sạc thêm 400 km trong 12 phút.
• MG4: Xe điện giá rẻ dùng pin bán rắn của Suzhou QingTao, chỉ 5% chất điện phân lỏng, giá từ 10.000 USD.
• Voyah Passion: Pin bán rắn 82–109 kWh, phạm vi 567–727 km, giá 45.000–60.000 USD.
• Dongfeng Fengshen E70 (demo): Pin bán rắn Ganfeng Lithium, phạm vi hơn 1.000 km, dự kiến sản xuất năm 2026.

Châu Âu & Mỹ – tập trung thử nghiệm và hợp tác công nghệ​

• Dodge Charger Daytona EV: Pin bán rắn Factorial Energy, mật độ 375 Wh/kg, sạc 15–90% trong 18 phút.
• Mercedes-Benz EQS (demo): Pin bán rắn Factorial, phạm vi tăng 25% (khoảng 620 dặm WLTP), dự kiến thương mại vào cuối thập kỷ.
• BMW i7 (thử nghiệm): Pin thể rắn Solid Power, mật độ 390 Wh/kg, đang được sản xuất thử tại Đức.
• Rimac Technology: Hợp tác với ProLogium và Mitsubishi Chemical Group, pin thể rắn 100 kWh sạc 10–80% chỉ trong 6,5 phút; sản xuất thương mại nhỏ vào 2030.

Nhật Bản & Hàn Quốc – thận trọng nhưng dẫn đầu nghiên cứu​

• Toyota: Dự kiến sản xuất pin thể rắn vào 2027–2028, phạm vi 1.000 km, sạc 10–80% trong dưới 10 phút. Sẽ ra mắt đầu tiên trên xe hybrid trước khi lên xe điện.
• Honda: Pin thể rắn nhỏ hơn 50%, nhẹ hơn 35%, rẻ hơn 25% so với pin hiện nay; đang thử nghiệm tại Nhật, mục tiêu thương mại vào cuối thập kỷ.
• Nissan: Dự kiến thương mại hóa năm 2028, pin thể rắn lưu huỳnh-mangan, loại bỏ coban, thân thiện môi trường.
• Volkswagen: Hợp tác QuantumScape, pin thể rắn lithium-kim loại, tăng phạm vi từ 640–800 km; ứng dụng đầu tiên có thể là Ducati V21L.
• BYD: Bắt đầu thử nghiệm pin thể rắn vào 2027, sản xuất hàng loạt sau 2030.
• Hyundai–Kia: Dự kiến ra mắt pin thể rắn thương mại sau năm 2030, vẫn tập trung vào cải thiện pin LFP và NMC hiện tại.

Mặc dù còn nhiều rào cản về kỹ thuật và chi phí, các hãng xe toàn cầu đều đang đặt cược lớn vào pin thể rắn, coi đây là bước tiến tất yếu để xe điện đạt chuẩn về hiệu năng, độ bền và an toàn. (Theo insideevs)