Tình thế sẽ thay đổi khi một hãng xe hơi lâu đời đạt được những bước đột phá về công nghệ pin thể rắn

Pin thể rắn hay ắc quy trạng thái rắn là pin sử dụng điện cực và điện phân trạng thái rắn để dẫn ion thay cho chất lỏng hoặc polymer thường thấy ở pin Lithium-ion.

Pin thể rắn an toàn hơn, mật độ năng lượng cao hơn nhưng chi phí sản xuất cao hơn pin Li-ion. Tuổi thọ dài hơn và kích thước nhỏ hơn cũng có nghĩa là pin thể rắn có khả năng giảm đáng kể chất thải điện tử do pin đã hết tạo ra.

Mọi ắc quy hiện nay đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc, đó là dòng nguyên tử tích điện (ion) sẽ chạy qua chất lỏng vật liêu hóa học (chất điện giải) từ cực dương đến cực âm, qua đó tạo ra dòng điện.

Pin thể rắn khác ở chỗ chất điện giải lại ở thể rắn chứ không phải thể lỏng, qua đó giúp xe điện chạy an toàn hơn, giảm rủi ro cháy nổ nhiều hơn khi di chuyển.

Tuy nhiên, điều khiến các nhà đầu tư háo hức ở công nghệ mới này đến từ sự thay đổi trong cực dương, từ than chì sang những dạng nguyên liệu khác sẽ giúp gia tăng gấp đôi hiệu năng sạc của ắc quy, đồng thời giảm nhẹ trọng lượng pin.

Hiện việc nghiên cứu phát triển pin thể rắn trên thế giới đang gặp 2 trở ngại lớn: Thứ nhất là khả năng duy trì hiệu suất sạc cao trong dài hạn bởi pin thể rắn có thể hình thành các cụm Lithium do sạc-xả nhiều lần dẫn đến hỏng hóc. Thứ hai là việc duy trì tiếp xúc ổn định giữa các vật liệu rắn cũng khiến các nhà khoa học đau đầu.

Nếu thành công, hãng ô tô Toyota mặc dù lâu đời nhưng chậm chân trước Trung Quốc và Elon Musk có thể bán xe điện với độ an toàn cao hơn, sạc nhanh hơn và hiệu quả hơn với 1.200 km chạy chỉ với 1 lần cắm sạc, nhanh gấp đôi so với các dòng sản phẩm hiện nay.

Theo tờ Financial Times (FT) cho rằng, nếu Toyota thành công với pin thể rắn thì hãng xe Nhật Bản này sẽ làm rung chuyển toàn ngành công nghiệp ô tô điện, nơi đang bị thống trị bởi những cái tên như Tesla, BYD hay CATL.

Trước đó vào tháng 6/2023, Toyota đã tuyên bố đã đạt được thành quả đột phá về khả năng duy trì độ bền cho pin thể rắn, nhưng thông tin chi tiết không được tiết lộ. Hiện hãng CATL-Trung Quốc đang là nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới với 37% thị phần toàn cầu.

Trên thực tế, Toyota không phải là hãng duy nhất đầu tư vào công nghệ này. Những cái tên như Nissan và Honda đều của Nhật Bản cũng có dự án nghiên cứu pin thể rắn.

Hiện ô tô điện vẫn dùng ắc quy Lithium là chủ yếu nhưng nguyên liệu này khan hiếm, đắt đỏ và cực kỳ ô nhiễm môi trường. Đó là chưa nói đến chuỗi cung ứng Lithium cũng trở thành vấn đề khi việc khai thác, vận chuyển một cách ổn định sẽ tốn nhiều chi phí.