2025 liệu có thể là năm đột phá của pin thể rắn không?

[Mr Bens]

Năm 2025 đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực pin, khi pin thể rắn chính thức bước ra khỏi phòng thí nghiệm và tiến tới sản xuất công nghiệp. Công nghệ này được xem là một đột phá lớn trong ngành xe năng lượng mới, lưu trữ năng lượng, hàng không và thiết bị điện tử nhờ mật độ năng lượng cao, độ an toàn vượt trội và tuổi thọ dài hơn. Theo dự báo, vào năm 2030, sản lượng pin thể rắn toàn cầu sẽ vượt 65GWh, với quy mô thị trường đạt hàng trăm tỷ USD.

Điểm khác biệt lớn nhất giữa pin thể rắn và pin lithium-ion truyền thống là chất điện phân rắn thay thế hoàn toàn chất điện phân lỏng, giúp cải thiện độ an toàn và hiệu suất. Các loại chất điện phân rắn chính gồm oxit, sunfua, polyme và halide, mỗi loại có ưu nhược điểm riêng. Trong đó, oxit có chi phí thấp hơn, sunfua có độ dẫn ion cao nhưng gặp vấn đề về độ ổn định, còn polyme phù hợp với thiết bị điện tử tiêu dùng.

Công nghệ này mang đến hai cải tiến quan trọng: loại bỏ rủi ro cháy nổ do rò rỉ điện phân lỏng và tăng mật độ năng lượng lên đến 400Wh/kg. Các công ty như Farasis Energy và Geely đã thử nghiệm pin thể rắn có thể sạc đầy trong 10 phút và giúp xe di chuyển tới 1.000 km.

Tại Trung Quốc, Farasis Energy dự kiến sản xuất hàng loạt pin sunfua từ năm 2025, tập trung vào xe điện cao cấp và máy bay eVTOL. Penghui Energy phát triển pin thể rắn oxit với chi phí cạnh tranh, hướng đến xe điện tầm trung. CATL và BYD dự kiến thử nghiệm pin thể rắn hoàn toàn vào năm 2027.

Trong khi đó, Toyota và Hyundai đang dẫn đầu tại Nhật Bản và Hàn Quốc. Toyota đặt mục tiêu hoàn thành dây chuyền sản xuất pin sunfua vào năm 2025 và thương mại hóa vào 2030, trong khi Hyundai dự kiến ra mắt mẫu xe thử nghiệm chạy bằng pin thể rắn vào cuối năm 2025.

Dù tiềm năng lớn, quá trình công nghiệp hóa pin thể rắn vẫn gặp phải hai rào cản chính:

• Hiệu suất kỹ thuật: Độ dẫn ion của chất điện phân rắn vẫn chưa đạt mức tối ưu, ngoài trừ loại sunfua. Ngoài ra, các vết nứt giữa lớp điện cực và chất điện phân rắn có thể làm tăng điện trở, ảnh hưởng đến hiệu suất pin.
• Chi phí sản xuất: Giá thành nguyên liệu (zirconium oxide, lithium sulfide) vẫn cao, cần giảm ít nhất 30% trước năm 2030. Quá trình sản xuất cũng yêu cầu dây chuyền công nghệ hoàn toàn mới, gây áp lực cho các nhà sản xuất.

Việc thương mại hóa pin thể rắn mở ra cơ hội lớn cho nhiều ngành:

• Ngành vật liệu: Nhu cầu về chất điện phân rắn và điện cực âm silicon-carbon sẽ tăng mạnh.
• Ngành thiết bị sản xuất: Các công ty chế tạo thiết bị pin lithium có thể hưởng lợi khi nhiều nhà máy bắt đầu đầu tư vào dây chuyền sản xuất mới.
• Ngành khai thác tài nguyên: Việc sử dụng điện cực âm lithium kim loại sẽ khiến nhu cầu lithium tăng gấp 2,4 lần so với pin hiện tại.

Pin thể rắn hứa hẹn cách mạng hóa ngành giao thông, đặc biệt là xe điện. Trong giai đoạn 2025-2027, các hãng xe sẽ ra mắt các mẫu xe có phạm vi hoạt động trên 1.000 km và thời gian sạc chỉ 10 phút. Ngoài ra, pin thể rắn cũng có thể được ứng dụng vào máy bay eVTOL, lưu trữ năng lượng và thiết bị điện tử tiêu dùng. Các công ty như Huawei và Vivo đang nghiên cứu đưa pin thể rắn vào điện thoại di động, giúp tăng thời lượng pin và độ an toàn.

Chính phủ các nước, đặc biệt là Trung Quốc, Liên minh châu Âu và Nhật Bản, đã đưa pin thể rắn vào chiến lược phát triển năng lượng sạch, với nhiều chính sách hỗ trợ doanh nghiệp trong ngành. Cuộc cách mạng pin thể rắn đang mở ra một kỷ nguyên mới, nơi năng lượng sạch trở thành trụ cột của ngành công nghiệp hiện đại. (Sohu)