Cuộc đời thứ hai của pin xe điện: Trung Quốc biến pin cũ thành tài nguyên tỷ đô

Hàng triệu bộ pin xe điện tại Trung Quốc đang bước vào giai đoạn cuối vòng đời trên phương tiện. Thay vì trở thành rác thải, những bộ pin lithium xe điện này có thể được tái sử dụng cho hệ thống lưu trữ năng lượng hoặc tái chế để thu hồi lithium, nickel, cobalt và manganese, mở ra một chuỗi giá trị tuần hoàn trị giá hàng chục tỷ USD.

 

Sau hơn một thập kỷ bùng nổ xe điện, Trung Quốc đang bước vào một giai đoạn hoàn toàn mới của ngành công nghiệp pin: xử lý hàng triệu bộ pin lithium sau khi không còn đáp ứng yêu cầu vận hành trên ô tô điện.

Nếu giai đoạn trước tập trung vào sản xuất cell pin, mở rộng nhà máy và tăng doanh số xe điện, thì giai đoạn tiếp theo sẽ xoay quanh một câu hỏi lớn: Pin xe điện hết vòng đời sẽ đi đâu?

Câu trả lời không đơn giản chỉ là tái chế.

Trong nhiều trường hợp, một bộ pin lithium xe điện sau khi không còn phù hợp với ô tô vẫn có thể tiếp tục được sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng. Khi không thể tái sử dụng, pin mới được đưa vào quy trình tái chế sâu để thu hồi các kim loại có giá trị.

Đây chính là nền tảng của mô hình “cuộc đời thứ hai” của pin xe điện.

Trung Quốc đối mặt làn sóng pin xe điện hết vòng đời

Trung Quốc hiện là một trong những thị trường xe điện lớn nhất thế giới.

Doanh số xe sử dụng pin, bao gồm xe thuần điện và xe hybrid sạc ngoài, đã tăng mạnh từ khoảng 1 triệu xe vào năm 2018 lên hơn 16 triệu xe vào năm 2025 theo số liệu được dẫn trong các báo cáo ngành.

Khi những mẫu xe điện thế hệ đầu bắt đầu bước sang năm thứ 7, thứ 8 hoặc lâu hơn, số lượng pin xe điện cần thay thế cũng tăng theo.

Dữ liệu được công bố tại Hội nghị Pin động lực thế giới cho thấy lượng pin động lực đã qua sử dụng được thu hồi và xử lý tại Trung Quốc trong năm 2025 đã vượt 400.000 tấn.

Con số này được dự báo có thể đạt khoảng 1 triệu tấn vào năm 2030.

Một số nghiên cứu còn đưa ra kịch bản cao hơn, với lượng pin hết vòng đời có thể đạt khoảng 1,69 triệu tấn vào năm 2030 và trên 22 triệu tấn vào năm 2040.

Điều này cho thấy tái chế pin lithium xe điện không còn là câu chuyện của tương lai xa mà đang nhanh chóng trở thành một ngành công nghiệp quy mô lớn.

Pin xe điện cũ không nhất thiết là rác thải

Một trong những hiểu lầm phổ biến là khi pin không còn đủ tốt cho ô tô điện thì pin đã “hỏng”.

Trên thực tế, yêu cầu đối với pin xe điện rất cao.

Một bộ pin sau nhiều năm sử dụng có thể bị giảm dung lượng tới mức không còn đáp ứng tốt phạm vi di chuyển, khả năng tăng tốc hoặc các yêu cầu bảo hành trên xe.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa bộ pin hoàn toàn mất khả năng lưu trữ năng lượng.

Những bộ pin còn chất lượng phù hợp có thể được chuyển sang các ứng dụng có yêu cầu thấp hơn, chẳng hạn:

• Hệ thống lưu trữ năng lượng ESS.
• Lưu trữ điện mặt trời.
• Hệ thống điện dự phòng.
• Lưu trữ năng lượng cho tòa nhà.
• Trạm sạc xe điện.
• Các hệ thống năng lượng tái tạo quy mô nhỏ.

Quá trình này thường được gọi là second-life battery, hay “cuộc đời thứ hai của pin”.

Pin lithium xe điện có thể trở thành pin lưu trữ năng lượng

Đây là một trong những hướng tận dụng đáng chú ý nhất đối với pin lithium xe điện sau khi tháo khỏi phương tiện.

Trên ô tô, pin phải đáp ứng nhiều yêu cầu khắt khe như mật độ năng lượng cao, công suất tức thời lớn, khả năng sạc nhanh và độ ổn định khi xe liên tục tăng giảm tải.

Ngược lại, trong hệ thống lưu trữ cố định, yêu cầu về khối lượng và kích thước thường ít khắt khe hơn.

Một bộ pin đã giảm dung lượng nhưng vẫn còn khả năng hoạt động ổn định có thể được kiểm tra, phân loại và tái cấu hình để sử dụng trong hệ thống lưu trữ điện.

Mô hình này đặc biệt phù hợp với sự phát triển của điện mặt trời và hệ thống lưu trữ năng lượng BESS.

Thay vì ngay lập tức phá dỡ một bộ pin, ngành công nghiệp có thể kéo dài vòng đời sản phẩm thêm nhiều năm trước khi đưa vật liệu trở lại dây chuyền tái chế.

Tái chế pin xe điện từng đối mặt với thị trường ngầm

Trung Quốc đã bắt đầu xây dựng hệ thống tái chế pin chính thức từ khoảng năm 2018.

Tuy nhiên, những năm đầu cho thấy một vấn đề lớn: nhiều bộ pin xe điện cũ không đi vào các cơ sở đạt chuẩn mà bị thu mua bởi các xưởng tháo dỡ nhỏ lẻ.

Các cơ sở không được chứng nhận có thể trả giá thu mua cao hơn vì không phải đầu tư đầy đủ vào:

• Thiết bị kiểm định an toàn.
• Hệ thống phòng cháy chữa cháy.
• Xử lý khí thải.
• Xử lý nước thải.
• Dây chuyền phân tách vật liệu.
• Công nghệ kiểm soát hóa chất.

Điều này làm xuất hiện một thị trường tái chế không chính thức cạnh tranh trực tiếp với các doanh nghiệp đạt chuẩn.

Rủi ro môi trường khi pin lithium bị tháo dỡ trái phép

Xử lý pin lithium không đúng quy trình có thể gây ra nhiều rủi ro.

Cell pin vẫn còn năng lượng có thể xảy ra đoản mạch hoặc cháy nếu bị đâm xuyên, nghiền nát hoặc tháo dỡ không đúng phương pháp.

Ngoài ra, pin còn chứa nhiều vật liệu có giá trị nhưng cần được kiểm soát như lithium, đồng, nickel, cobalt, manganese và các hợp chất điện phân.

Một vụ việc tại Giang Tây từng được dẫn chứng cho thấy hàng trăm tấn pin LFP bị tháo dỡ trái phép đã gây ảnh hưởng đáng kể đến thảm thực vật tại khu vực xử lý.

Một rủi ro khác là các cell pin cũ bị thu gom, ghép lại thành những bộ pin xe điện “độ” mà không được kiểm định đầy đủ.

Điều này có thể dẫn đến tình trạng các cell có độ suy giảm không đồng đều được ghép chung trong một pack pin, làm tăng nguy cơ mất cân bằng điện áp, quá nhiệt hoặc sự cố trong quá trình sạc.

Tái chế pin lithium không phải ngành dễ kiếm tiền

Dù nhu cầu xử lý pin ngày càng lớn, tái chế pin lithium-ion không phải lĩnh vực có lợi nhuận dễ dàng.

Doanh nghiệp phải đầu tư rất lớn cho nhà máy, dây chuyền xử lý và hệ thống an toàn.

Trong khi đó, lợi nhuận lại phụ thuộc vào giá các nguyên liệu như lithium, nickel và cobalt.

Khi giá nguyên liệu khai thác mới giảm mạnh, giá trị kinh tế của vật liệu thu hồi từ pin cũ cũng giảm theo.

Đây là lý do nhiều doanh nghiệp tái chế pin trên thế giới gặp khó khăn trong giai đoạn thị trường biến động.

Điều đó cho thấy xây dựng nền kinh tế tuần hoàn cho pin xe điện không chỉ cần công nghệ mà còn cần quy mô, chính sách hỗ trợ, mạng lưới thu hồi và cơ chế kiểm soát thị trường.

Trung Quốc xây dựng hệ thống quản lý pin khép kín

Để hạn chế pin đi vào các cơ sở xử lý không đạt chuẩn, Trung Quốc đang chuyển sang xây dựng chuỗi quản lý pin chặt chẽ hơn.

Các cơ quan quản lý như Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc (MIIT) cùng Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia (NDRC) đã thúc đẩy các tiêu chuẩn liên quan đến thu hồi và tái chế pin.

Xu hướng mới là quản lý pin xe điện theo toàn bộ vòng đời.

Thay vì chỉ kiểm soát pin khi nó trở thành chất thải, dữ liệu về bộ pin được theo dõi từ:

Sản xuất → lắp ráp → sử dụng → bảo dưỡng → thu hồi → tái sử dụng → tái chế.

Điều này giúp giảm nguy cơ pin thất thoát sang thị trường ngầm.

“Hộ chiếu pin” có thể thay đổi toàn bộ ngành tái chế

Một trong những xu hướng quan trọng của ngành pin lithium xe điện là xây dựng hệ thống nhận dạng kỹ thuật số cho từng bộ pin.

Mô hình này tương tự khái niệm Battery Passport – hộ chiếu pin đang được Liên minh châu Âu thúc đẩy.

Mỗi bộ pin có thể được gắn với một hồ sơ dữ liệu gồm:

• Nhà sản xuất.
• Loại cell.
• Hóa học pin.
• Dung lượng.
• Thời gian sản xuất.
• Lịch sử vận hành.
• Tình trạng sức khỏe pin.
• Khả năng sửa chữa.
• Khả năng tái sử dụng.
• Thành phần vật liệu.
• Quy trình tái chế.

Nếu dữ liệu này được duy trì xuyên suốt vòng đời, doanh nghiệp tái chế có thể nhanh chóng xác định phương án xử lý thích hợp.

Một bộ pin còn đủ tốt có thể chuyển sang sử dụng lần hai.

Một bộ pin xuống cấp mạnh sẽ được đưa thẳng vào tái chế vật liệu.

CATL và chiến lược tái chế pin ngay từ khâu thiết kế

Các tập đoàn pin lớn của Trung Quốc đang có xu hướng đưa khả năng tái chế vào ngay trong quá trình thiết kế sản phẩm.

CATL cùng các công ty tái chế trong hệ sinh thái của hãng là ví dụ điển hình.

Thay vì chờ đến khi pin hết vòng đời mới nghĩ cách tháo dỡ, các kỹ sư có thể xem xét trước:

• Cách tháo module pin.
• Cách phân tách vật liệu.
• Khả năng thu hồi cell.
• Phương pháp thu hồi lithium.
• Phương pháp thu hồi nickel, cobalt và manganese.
• Lượng năng lượng cần cho quá trình tái chế.
• Mức phát thải carbon của toàn bộ chu trình.

Đây được xem là phương pháp design for recycling, tức thiết kế sản phẩm ngay từ đầu để thuận lợi cho việc tái chế sau này.

Tái chế pin xe điện có thể thu hồi những vật liệu nào?

Một bộ pin lithium xe điện chứa nhiều vật liệu có giá trị.

Tùy hóa học pin, các nguyên liệu có thể bao gồm:

Lithium: thành phần quan trọng trong hầu hết các hệ pin lithium-ion.

Nickel: được sử dụng nhiều trong các loại cathode NMC và NCA.

Cobalt: giúp ổn định cấu trúc của một số vật liệu cathode.

Manganese: thành phần của nhiều dòng pin NMC.

Đồng: được sử dụng trong lá thu dòng cực dương và dây dẫn.

Nhôm: phổ biến trong cấu trúc pin và lá thu dòng cathode.

Khi pin được nghiền và xử lý, một hỗn hợp vật liệu thường được gọi là black mass – bột đen có thể được tạo ra.

Từ bột đen này, các nhà máy sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để thu hồi các kim loại có giá trị.

Tỷ lệ thu hồi lithium, nickel và cobalt ngày càng cao

Công nghệ tái chế pin hiện đại đang cải thiện đáng kể tỷ lệ thu hồi nguyên liệu.

Theo các số liệu được dẫn trong báo cáo ngành, một số công nghệ đã có thể thu hồi tới khoảng 99,6% nickel, cobalt và manganese, trong khi tỷ lệ thu hồi lithium có thể đạt khoảng 96,5% trong những quy trình tối ưu.

Các vật liệu thu hồi sau đó có thể được tinh chế và đưa trở lại quá trình sản xuất pin lithium mới.

Điều này tạo thành vòng tuần hoàn:

Pin mới → xe điện → pin cũ → tái sử dụng → tái chế → nguyên liệu pin → pin mới.

Nếu vòng tuần hoàn này hoạt động hiệu quả, nhu cầu khai thác tài nguyên mới có thể giảm đáng kể.

Pin LFP đặt ra bài toán tái chế khác pin NMC

Sự phát triển nhanh của pin LFP – lithium iron phosphate cũng đặt ra một thách thức mới cho ngành tái chế.

Pin NMC chứa các kim loại có giá trị cao như nickel và cobalt, nhờ đó có động lực kinh tế mạnh hơn cho hoạt động tái chế.

Trong khi đó, pin LFP không sử dụng nickel và cobalt.

Điều này giúp pin LFP có nhiều ưu điểm về chi phí và nguồn nguyên liệu, nhưng lại khiến giá trị của vật liệu thu hồi thấp hơn.

Do đó, khi lượng pin LFP xe điện hết vòng đời tăng mạnh, doanh nghiệp tái chế sẽ cần công nghệ hiệu quả hơn để duy trì tính kinh tế của quá trình xử lý.

Lithium, đồng, nhôm và các vật liệu khác trong pin LFP vẫn có giá trị, nhưng việc thu hồi phải được thực hiện với chi phí đủ thấp.

Trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất là chìa khóa

Một trong những giải pháp quan trọng trong mô hình kinh tế tuần hoàn là EPR – Extended Producer Responsibility, hay trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất.

Theo nguyên tắc này, trách nhiệm của doanh nghiệp không kết thúc khi chiếc xe hoặc bộ pin được bán ra.

Nhà sản xuất cần tham gia vào cả quá trình:

Sản xuất → phân phối → thu hồi → tái sử dụng → tái chế.

Đối với ngành pin xe điện, điều này đặc biệt quan trọng bởi pin không phải một loại rác thải thông thường.

Xây dựng mạng lưới logistics ngược giúp các hãng xe và nhà sản xuất pin thu hồi sản phẩm sau vòng đời, đồng thời kiểm soát chất lượng và hạn chế pin đi vào hệ thống tái chế không chính thức.

Tái chế pin có thể trở thành ngành công nghiệp 100 tỷ USD

Tái chế pin lithium xe điện đang được xem là một trong những ngành công nghiệp tiềm năng lớn trong vài thập kỷ tới.

Theo các dự báo được dẫn từ Diễn đàn Kinh tế Thế giới, quy mô thị trường tái chế pin toàn cầu có thể tiến tới gần 100 tỷ USD vào năm 2034.

Trong khi đó, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đánh giá thị trường khoáng sản năng lượng tái chế có thể đạt giá trị khoảng 200 tỷ USD vào năm 2050.

Những con số này cho thấy pin đã qua sử dụng không đơn thuần là chất thải.

Trong tương lai, các “mỏ nguyên liệu” lớn có thể không nằm dưới lòng đất mà nằm ngay trong những bộ pin đã được sử dụng nhiều năm.

Tái chế pin giúp tăng an ninh nguyên liệu

Các quốc gia phát triển ngành xe điện đều đối mặt với nhu cầu ngày càng lớn về lithium, graphite, nickel và các vật liệu quan trọng khác.

Nếu chỉ phụ thuộc vào khai thác mỏ mới, chuỗi cung ứng dễ chịu tác động bởi:

• Biến động giá nguyên liệu.
• Rủi ro địa chính trị.
• Hạn chế nguồn cung.
• Chi phí khai thác.
• Các vấn đề môi trường.

Tái chế pin lithium có thể giúp tạo ra nguồn nguyên liệu thứ cấp trong nước.

Càng nhiều pin xe điện được thu hồi và tái chế, tỷ lệ nguyên liệu quay trở lại dây chuyền sản xuất pin mới càng lớn.

Về dài hạn, đây có thể trở thành một phần quan trọng trong chiến lược bảo đảm an ninh nguyên liệu cho ngành xe điện.

Cơ hội cho Việt Nam khi pin xe điện ngày càng phổ biến

Việt Nam đang bước vào giai đoạn tăng trưởng nhanh của xe máy điện, ô tô điện và hệ thống lưu trữ năng lượng.

Điều này đồng nghĩa trong tương lai sẽ xuất hiện lượng ngày càng lớn:

• Pin xe máy điện hết vòng đời.
• Pin xe đạp điện cũ.
• Pin ô tô điện.
• Pin lithium lưu trữ năng lượng.
• Cell pin lỗi hoặc suy giảm.
• Bộ pin cần tái sử dụng và tái chế.

Do đó, việc xây dựng hệ thống thu hồi pin ngay từ giai đoạn thị trường đang phát triển có thể giúp tránh những vấn đề mà các thị trường đi trước từng gặp phải.

Đặc biệt, cần phân biệt rõ giữa tái sử dụng pin second-life và việc tự ý ghép lại cell cũ để bán ra thị trường.

Pin tái sử dụng cho ESS cần trải qua quy trình kiểm tra tình trạng sức khỏe, dung lượng, nội trở, độ đồng đều cell và khả năng an toàn trước khi được cấu hình thành hệ thống mới.

Không nên tùy tiện tái sử dụng cell pin xe điện cũ

Một bộ pin xe điện thường gồm hàng chục, hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn cell.

Sau thời gian dài vận hành, mức độ suy giảm của từng cell có thể không giống nhau.

Việc tháo cell rồi ghép ngẫu nhiên thành một bộ pin lithium xe máy điện, pin xe đạp điện hoặc pin lưu trữ có thể tiềm ẩn rủi ro nếu không đánh giá đầy đủ.

Trước khi tái sử dụng cần kiểm tra các yếu tố như:

• Dung lượng còn lại.
• Nội trở cell.
• Điện áp nghỉ.
• Độ tự xả.
• Độ đồng đều.
• Lịch sử nhiệt độ.
• Tình trạng cơ học.
• Khả năng chịu dòng.
• Hệ thống BMS phù hợp.

Second-life battery vì vậy là một quy trình kỹ thuật, không đơn thuần là “tận dụng pin cũ”.

Từ pin xe điện đến nền kinh tế tuần hoàn

Tương lai của ngành pin lithium xe điện sẽ không kết thúc tại thời điểm pin được tháo khỏi phương tiện.

Một bộ pin có thể trải qua nhiều giai đoạn:

Giai đoạn 1: sử dụng trên xe điện.

Giai đoạn 2: tái sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng nếu còn đáp ứng yêu cầu.

Giai đoạn 3: tháo dỡ và tái chế khi không còn phù hợp để tiếp tục sử dụng.

Giai đoạn 4: lithium, nickel, cobalt, manganese, đồng và các vật liệu khác được thu hồi.

Giai đoạn 5: nguyên liệu tái chế quay trở lại dây chuyền sản xuất pin mới.

Đây chính là chuỗi giá trị tuần hoàn mà Trung Quốc và nhiều quốc gia đang hướng tới.

Kết luận: Pin xe điện cũ có thể trở thành “mỏ nguyên liệu” mới

Sự bùng nổ của xe điện đang tạo ra một bài toán mới: hàng triệu bộ pin xe điện sẽ đi đâu sau khi kết thúc vòng đời trên phương tiện?

Kinh nghiệm từ Trung Quốc cho thấy câu trả lời không nên chỉ là xử lý rác thải.

Một bộ pin lithium xe điện vẫn còn giá trị ngay cả khi không còn phù hợp với ô tô. Pin có thể được tái sử dụng cho hệ thống lưu trữ năng lượng, sau đó tiếp tục được tái chế để thu hồi lithium, nickel, cobalt, manganese, đồng và nhiều nguyên liệu khác.

Nếu được xây dựng đúng cách, chuỗi thu hồi – tái sử dụng – tái chế pin lithium có thể vừa giảm rủi ro môi trường, vừa tạo nguồn nguyên liệu thứ cấp cho sản xuất pin mới.

Trong bối cảnh xe điện, pin xe máy điện, pin xe đạp điện và hệ thống lưu trữ năng lượng ngày càng phổ biến, “cuộc đời thứ hai” của pin có thể trở thành một phần quan trọng của nền kinh tế năng lượng xanh trong tương lai.