Cuộc đua sản xuất pin thể rắn (Solid-State Batteries)

Một số hãng ô tô đang cạnh tranh vị trí dẫn đầu trong nỗ lực này bao gồm Volkswagen và Mercedes-Benz Group của Đức, Stellantis, nhà sản xuất xe Jeep, BYD của Trung cộng và Nissan và Toyota của Nhật Bản.

Về lý thuyết, pin thể rắn chứa nhiều năng lượng hơn trên mỗi đơn vị thể tích so với pin lithium-ion thông thường.

Cuộc đua cách mạng hóa khoa học về xe điện (EV) đang nóng lên.

Thường được coi là "chén thánh" của lái xe bền vững, pin thể rắn từ lâu đã bị mắc kẹt giữa lý thuyết và lời hứa thương mại hóa trong 5 đến 10 năm tới.

Một loạt thông báo gần đây từ các nhà sản xuất ô tô lớn và các nhà sản xuất pin hiện tại dường như đã khơi dậy sự lạc quan mới.

Pin thể rắn được cho là cung cấp mật độ năng lượng cao hơn đáng kể so với pin lithium-ion thông thường, thúc đẩy kỳ vọng rằng chúng có thể hỗ trợ thế hệ xe điện tiếp theo.

Công ty nghiên cứu Rho Motion của Anh đã chỉ ra một chất xúc tác cho đà phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp này: sự ra mắt những chiếc xe điện bán rắn đầu tiên sử dụng công nghệ oxit của Nio và IM Motors của Trung cộng vào nửa cuối năm ngoái.

Kể từ đó, một danh sách dài các công ty chủ chốt đã tăng gấp đôi thời gian sản xuất thương mại pin thể rắn, với sản lượng hàng loạt dự kiến trước cuối thập kỷ này.

Một số ông lớn ô tô đang cạnh tranh vị trí dẫn đầu trong nỗ lực này bao gồm Volkswagen và Mercedes-Benz Group của Đức, Stellantis, nhà sản xuất xe Jeep và Chrysler, BYD của Trung cộng và Nissan và Toyota của Nhật Bản.

"Nhiều công ty công bố động thái chuyển hướng trong lĩnh vực này đang nhắm mục tiêu sản xuất thương mại vào năm 2027/2028, trong nhiều trường hợp ban đầu là bán rắn thay vì trạng thái rắn hoàn toàn", Iola Hughes, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu tại Rho Motion, chia sẻ với CNBC qua email.

“Pin bán rắn mang lại mật độ năng lượng và độ an toàn được cải thiện so với pin lithium-ion thông thường, đồng thời dễ sản xuất hơn, khiến chúng trở thành cầu nối thiết thực hướng tới công nghệ pin thể rắn”, Hughes nói.

“Tuy nhiên, chúng không thể sánh được với tiềm năng hiệu suất đầy đủ của pin thể rắn thực sự về mật độ năng lượng, độ nhỏ gọn và khả năng mở rộng dài hạn”, bà nói thêm.

Pin thể rắn là gì?

Pin thể rắn chứa chất điện phân rắn, được làm từ các vật liệu như gốm, trái ngược với pin lithium-ion thông thường chứa chất điện phân lỏng.

Những người ủng hộ cho rằng công nghệ này mang lại loại pin an toàn hơn, rẻ hơn và mạnh hơn cho xe điện, đồng thời có khả năng sạc nhanh hơn. Pin thể rắn cũng có thể cho phép các nhà sản xuất phương Tây nội địa hóa sản xuất - từ đó giảm bớt sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng thống trị của Trung cộng.

Ai đang chiến thắng trong cuộc đua này?

BYD và CATL, vốn đã có chuyên môn sản xuất pin quy mô lớn, được cho là có cơ hội tốt hơn trong việc cung cấp pin thể rắn với khối lượng thương mại so với một số đối thủ của họ, Hughes của Rho Motion cho biết.

Trong số các nhà sản xuất ô tô phương Tây, Hughes cho biết BMW và Mercedes có lẽ nằm trong số những hãng dẫn đầu trong cuộc đua triển khai công nghệ này.

“Họ không chỉ đầu tư mạnh vào R&D và thử nghiệm nguyên mẫu mà còn đa dạng hóa rủi ro thông qua nhiều quan hệ đối tác. Ví dụ, Stellantis đã hợp tác với Factorial Energy, công ty đang nghiên cứu pin bán rắn — vì vậy, sản phẩm đầu tiên của họ có thể sẽ là công nghệ hybrid thay vì pin hoàn toàn rắn,” Hughes cho biết.

“Chúng tôi vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và bám sát kế hoạch. Câu hỏi đặt ra là liệu thị trường có sẵn sàng cho điều đó hay không và khi nào thì nên đầu tư mạnh vào việc triển khai loại công nghệ này. Đây là điều chúng tôi đang xem xét rất kỹ lưỡng,” Giám đốc điều hành Nisaan, Ivan Espinosa, phát biểu với CNBC vào tháng trước.

“Bạn không nên đầu tư quá mức khi thị trường chưa sẵn sàng đón nhận khối lượng mới mà bạn có thể cần để duy trì hoạt động kinh doanh lành mạnh. Vì vậy, về mặt công nghệ, chúng tôi vẫn đang nỗ lực và đang đi đúng hướng, nhưng có lẽ chúng tôi cần phải xem xét kỹ lưỡng thời điểm thích hợp để bắt đầu triển khai công nghệ này trên diện rộng”, ông nói thêm.

Thách thức Sisyphean

Đối với một số người, sự cường điệu đang thịnh hành về việc thương mại hóa pin thể rắn trên xe điện đã trở nên trầm trọng.

“Tâm lý tiêu cực đã trở nên trầm trọng hơn khi các nhà lãnh đạo phương Tây như Quantumscape do VW hậu thuẫn trì hoãn việc cung cấp sản phẩm và thay đổi tiến độ sau những vấn đề công nghệ dai dẳng, khiến ngành công nghiệp này ngày càng trở nên yếu kém bất chấp những tiến bộ đang tiếp tục đạt được”, Connor Watts, nhà phân tích nguyên liệu thô cho pin tại Fastmarkets, chia sẻ với CNBC qua email.

Bắt nguồn từ thần thoại Hy Lạp, cụm từ “Sisyphean” ám chỉ một nhiệm vụ bất tận và vô ích.
Hơn nữa, Watts cho biết những cải tiến trong các công nghệ hiện có đã làm suy yếu thêm sự quan tâm đến việc tiếp tục theo đuổi pin thể rắn.

Sam Meredith