Vua pin Trung Quốc bóc trần sự thật về ‘tử thần’ của xe xăng, 1300 sáng chế của Toyota hóa thành vô dụng?

Trong bối cảnh xe điện ở đầu thời kỳ phát triển, nhiều hãng xe và công ty công nghệ đã dồn nhiều công sức phát triển các công nghệ pin mới mà điển hình là pin thể rắn. Loại pin được xem là công nghệ tới từ tương lai có thể “khai tử” xe xăng này mang nhiều ưu điểm hơn so với công nghệ pin hiện tại.

Tuy nhiên, ông Tăng Ngọc Quần lại cho rằng công nghệ này không đủ tốt, không bền và nguy hiểm. Ông Tăng Ngọc Quần là nhà sáng lập và CEO của nhà sản xuất pin cho ô tô điện lớn nhất thế giới – CATL.

Hiện nay, nhiều chuyên gia ngành xe vẫn dự đoán rằng pin thể rắn có thể thay đổi cục diện xe điện ngày nay khi có thể giúp những mẫu xe không phát thải đó đi được xa hơn. Song, câu hỏi đặt ra là liệu đã có đơn vị nào có thể đưa công nghệ này tới, hoặc chỉ là tới gần, bước sản xuất hàng loạt hay chưa. 

Đây cũng chính là câu hỏi mà ông Tăng Ngọc Quần đặt ra. Ông cho biết: “Chúng tôi hoàn toàn ủng hộ pin thể rắn, nhưng tôi cũng đã đầu tư vào đây cả 10 năm rồi”. Ông đồng thời cho biết rằng vẫn luôn dõi theo những tiến bộ của công nghệ pin này theo từng tháng, biết rõ tiến trình phát triển công nghệ này trên thế giới ra sao và cũng thường xuyên bất ngờ với những tiến bộ mà họ có được.

Pin thể rắn là loại pin sử dụng chất điện phân thay vì ở dạng dung dịch như nhiều loại pin hiện tại thì sử dụng chất hóa học ở dạng rắn. Ngoài ra, về mặt cấu tạo thì pin thể rắn cũng gồm 4 phần, lần lượt là cực âm, cực dương, chất điện phân và màng ngăn.

Pin thể rắn nằm ở tâm điểm của chú ý vì ưu điểm hứa hẹn của công nghệ này so với pin sử dụng chất điện phân dạng lỏng. Điều đầu tiên cần nhắc tới là pin thể rắn có mật độ năng lượng cao hơn, tức có thể chứa nhiều năng lượng hơn với cùng khối lượng. Tiếp đến, pin thể rắn gần như loại bỏ được nguy cơ cháy nổ, từ đó có thể cắt bỏ các thiết bị phòng chống, giúp xe nhẹ hơn.

Một trong những đơn vị cho thấy quyết tâm cao độ với pin thể rắn phải kể tới Toyota. Trong một thống kê của tờ Nikkei Asia công bố hồi giữa năm 2022, đơn vị này cho rằng Toyota chính là cái tên nắm giữ nhiều bằng sáng chế về pin thể rắn lớn nhất thế giới với 1.331 chứng nhận. Theo sau Toyota là Panasonic với 445 chứng nhận, và Idemitsu Kosan với 272 chứng nhận.

Trong khi đó, Toyota hồi tháng 7/2023 từng giới thiệu công nghệ pin thể rắn do hãng tự phát triển mà có thể đi được tới khoảng 1.000km mỗi lần sạc, kèm khả năng sạc siêu nhanh – từ 10% lên 80% chỉ trong 10 phút. Toyota không công bố thông tin chi tiết hơn, nhưng có thể thấy công nghệ pin này vượt trội hoàn toàn so với các loại pin thương mại ngày nay.

Trong một thông báo khác, Toyota cho rằng họ đang nhắm đến sản xuất đại trà pin thể rắn từ khoảng năm 2027 hoặc năm 2028. Theo kế hoạch, xe hybrid sẽ là những mẫu xe đầu tiên ứng dụng công nghệ này. 

Song, ông Tăng Ngọc Quần lại cho rằng pin thể rắn chỉ có được lợi thế mạnh khi sử dụng đúng thành phần hóa học với liti nguyên chất sử dụng làm cực anốt, khiến cho công nghệ này khó đi tới bước sản xuất đại trà.

CEO CATL cho biết rằng với chất điện phân dạng lỏng, các ion liti có thể phân tán một cách dễ dàng, nhưng điều này lại không tương tự với chất điện phân thể rắn. Các nhà nghiên cứu ngày nay đang cố gắng vượt qua rào cản này bằng cách đặt chất điện phân thể rắn dưới áp suất cao.

Ông Tăng Ngọc Quần mô tả: “Sau đấy họ thử và ồ lên rằng rất tốt, ion lưu chuyển rất tốt. Nhưng trên thực tế, làm thế nào để bạn cho [chất điện phân] nằm dưới áp suất cao như thế?”

Vấn đề thứ hai mà ông Tăng Ngọc Quần nhắc đến là sự giãn nở của liti trong quá trình sạc và xả. Đây chính là điều gây hại trực tiếp đến pin và khiến cho pin thể rắn có tuổi thọ rất ngắn. Ông cho biết: “[Pin thể rắn] không thể tồn tại lâu, chắc được khoảng 10 chu kỳ. Thế thì đưa vào sản xuất thương mại thế nào?”

Sau cùng, vấn đề an toàn là điều cuối cùng ông nhắc tới. Điều nguy hiểm là liti có thể phản ứng với hơi ẩm trong không khí nếu như pin bị lọt khí, giả sử trong tình huống xe gặp tai nạn.

CEO CATL chia sẻ: “Ai ai cũng thúc, nhưng tôi nói với họ là CATL đã bỏ ra cả 10 năm rồi”; đồng thời, ông cũng cho rằng CATL đứng ở vị trí “thứ hai mà không ai là thứ nhất” trong cuộc đua sản xuất đại trà pin thể rắn.

Song, ông cũng hé lộ hai công nghệ mới mà CATL đang tập trung nghiên cứu, có thể khả thi hơn pin thể rắn. Đó là pin natri-ion và pin bán rắn. 

CATL đã nghiên cứu pin bán rắn từ khoảng năm 2021. Hiện nay, nhà sản xuất pin ô tô điện số 1 thế giới đã sản xuất thử nghiệm bản mẫu pin bán rắn – loại pin có thể chứa gấp 2 lần năng lượng so với loại pin hiện nay.

Pin natri-ion thực ra không phải vấn đề quá mới. Tập đoàn xe Stellantis đã từng nhắc đến thành phần hóa học của pin chứa natri khi đơn vị này tìm cách giảm trọng lượng khối pin. Tuy nhiên, đây vẫn đều là những nghiên cứu chưa rõ khi nào đi vào thực tế.