Pin thể rắn tiến gần xe điện: Trung Quốc đặt mục tiêu ứng dụng từ năm 2030
Một trong những công nghệ pin được kỳ vọng tạo bước tiến mới cho xe điện đang tiến gần hơn tới giai đoạn ứng dụng thực tế.
Theo lộ trình phát triển ngành pin giai đoạn 2026–2030 mới được công bố tại Trung Quốc, pin thể rắn hoàn toàn (all-solid-state battery) được đặt mục tiêu đạt mức ứng dụng quy mô nhỏ vào năm 2030.
Bên cạnh pin thể rắn, kế hoạch cũng tập trung vào nhiều hướng công nghệ mới như pin sodium-ion, pin sạc siêu nhanh và các vật liệu pin thế hệ tiếp theo.
Động thái này đáng chú ý bởi Trung Quốc hiện đóng vai trò lớn trong chuỗi cung ứng pin xe điện toàn cầu.
Pin thể rắn khác pin xe điện hiện nay thế nào?
Phần lớn ô tô điện hiện nay sử dụng pin lithium-ion với các hóa học phổ biến như LFP và NMC.
Một trong những khác biệt quan trọng của pin thể rắn nằm ở chất điện phân.
Có thể hình dung đơn giản:
Pin lithium-ion phổ biến hiện nay:
Cathode → điện phân → separator → anode
Pin thể rắn:
Cathode → điện phân rắn → anode
Việc thay hệ điện phân thông thường bằng vật liệu rắn được kỳ vọng mở ra khả năng cải thiện mật độ năng lượng, độ an toàn và hiệu suất của pin.
Đây cũng là lý do solid-state battery đang được nhiều hãng xe và nhà sản xuất pin đầu tư nghiên cứu.
Xe điện có thể đi xa hơn nhờ pin thể rắn?
Một trong những kỳ vọng lớn nhất đối với pin thể rắn là tăng mật độ năng lượng.
Hiểu đơn giản, nếu cùng một khối lượng pin nhưng lưu trữ được nhiều kWh hơn, xe điện có thể tăng phạm vi hoạt động mà không cần tăng tương ứng kích thước và trọng lượng battery pack.
Điều này đặc biệt quan trọng bởi pin hiện là một trong những bộ phận nặng nhất trên ô tô điện.
Tuy nhiên, pin thể rắn không đồng nghĩa xe điện chắc chắn chạy được 1.000 km/lần sạc.
Quãng đường thực tế vẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
- Dung lượng battery pack.
- Trọng lượng xe.
- Hiệu suất motor.
- Khí động học.
- Lốp xe.
- Nhiệt độ.
- Điều hòa.
- Tốc độ di chuyển.
Do đó, các thông tin về phạm vi 1.000 km hay cao hơn cần được xem xét cùng điều kiện thử nghiệm và cấu hình cụ thể của chiếc xe.
Vì sao pin thể rắn vẫn chưa được sản xuất đại trà?
Đây cũng là câu hỏi lớn nhất của công nghệ này.
Một cell pin đạt thông số tốt trong phòng thí nghiệm khác hoàn toàn với việc sản xuất hàng triệu cell có chất lượng đồng đều và giá thành đủ thấp.
Pin thể rắn hiện vẫn phải giải quyết nhiều bài toán liên quan đến:
Giao diện giữa các vật liệu → tuổi thọ chu kỳ → độ ổn định → quy trình sản xuất → tỷ lệ lỗi → giá thành.
Đặc biệt, một bộ pin xe điện phải hoạt động qua hàng trăm đến hàng nghìn chu kỳ sạc – xả trong nhiều điều kiện nhiệt độ khác nhau.
Vì vậy, mật độ năng lượng cao chỉ là một phần của bài toán.
Để được sử dụng rộng rãi trên ô tô, pin còn phải đạt yêu cầu về độ bền, an toàn, khả năng sản xuất hàng loạt và chi phí.
Pin thể rắn có thay thế LFP và NMC?
Trong ngắn hạn, khả năng này khó xảy ra.
Pin LFP hiện có lợi thế về chi phí, độ ổn định, tuổi thọ chu kỳ và quy mô sản xuất lớn.
Trong khi đó, NMC tiếp tục được sử dụng ở những mẫu xe cần mật độ năng lượng cao.
Thị trường pin tương lai vì vậy có thể phát triển theo nhiều hướng song song:
LFP → xe phổ thông, ưu tiên chi phí và tuổi thọ.
NMC → các dòng xe cần mật độ năng lượng cao.
Sodium-ion → những ứng dụng ưu tiên chi phí và nguồn nguyên liệu.
Pin thể rắn → hướng tới thế hệ xe cần mật độ năng lượng và hiệu suất cao hơn.
Thay vì một công nghệ duy nhất thống trị toàn bộ thị trường, mỗi loại pin có thể tìm được nhóm ứng dụng phù hợp.
2030 chưa có nghĩa pin thể rắn sẽ phổ biến đại trà
Đây là điểm quan trọng khi đọc lộ trình mới.
Mục tiêu được đưa ra là:
Ứng dụng quy mô nhỏ pin thể rắn hoàn toàn vào năm 2030.
Điều này khác rất xa với việc sản xuất hàng triệu bộ pin mỗi năm cho xe điện phổ thông.
Sau giai đoạn ứng dụng ban đầu, ngành công nghiệp còn phải tiếp tục:
Tăng sản lượng → nâng tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn → giảm chi phí → xây dựng chuỗi cung ứng → mở rộng sang xe đại trà.
Vì vậy, năm 2030 nên được xem là một cột mốc quan trọng trong quá trình thương mại hóa, thay vì thời điểm pin thể rắn chắc chắn thay thế pin lithium-ion hiện nay.
Cuộc đua pin xe điện bước sang giai đoạn mới
Lộ trình 2026–2030 cho thấy cuộc cạnh tranh pin xe điện đang mở rộng sang nhiều công nghệ cùng lúc.
LFP tiếp tục được tối ưu chi phí.
NMC tiếp tục tăng mật độ năng lượng.
Sodium-ion tìm kiếm lợi thế về nguyên liệu và giá thành.
Pin thể rắn hướng tới bước tiến tiếp theo về hiệu suất và mật độ năng lượng.
Trong khi đó, công nghệ sạc siêu nhanh cũng tiếp tục phát triển.
Vì vậy, cuộc đua pin xe điện trong vài năm tới sẽ không chỉ xoay quanh câu hỏi:
“Pin nào giúp xe chạy xa nhất?”
Mà là sự cân bằng giữa:
Quãng đường – tốc độ sạc – tuổi thọ – an toàn – giá thành.
Pin thể rắn đang tiến thêm một bước về phía thương mại hóa, nhưng để trở thành công nghệ phổ biến trên xe điện, ngành pin vẫn còn một chặng đường dài từ phòng thí nghiệm đến dây chuyền sản xuất hàng loạt.
