Sasha✔
Writer
Một báo cáo từ trang tin công nghệ Trung Quốc IT Home đã khơi lại các nhận định cho rằng pin lithium-không khí (lithium-air) có thể giúp xe điện đạt phạm vi di chuyển lên tới 2.000 km, với mật độ năng lượng cao gấp năm lần so với pin thể rắn. Mật độ năng lượng lý thuyết của loại pin này thường được nhắc đến ở mức khoảng 3.505 Wh/kg. Tuy nhiên, con số này chỉ phản ánh tiềm năng điện hóa, chứ không phải hiệu suất thực tế của một bộ pin hoàn chỉnh dành cho ô tô.
Thông tin liên quan đến CATL xuất phát từ chia sẻ của Giám đốc Khoa học Ngô Khải (Wu Kai) tại Diễn đàn "Equipment Powerhouse" năm 2026, trong đó ông xác định công nghệ lithium-không khí là một hướng nghiên cứu dài hạn.
Theo trang IT Home, lộ trình phát triển pin của CATL ưu tiên đưa các công nghệ pin natri-ion và pin thể rắn tiến gần hơn đến giai đoạn thương mại hóa, trong khi pin lithium-không khí vẫn chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu dài hạn. CATL hiện chưa công bố mục tiêu sản xuất xe điện với phạm vi di chuyển 2.000 km hay bất kỳ kế hoạch thương mại hóa nào cho công nghệ này.
Khoảng cách giữa mật độ năng lượng lý thuyết và hiệu suất thực tế trên ô tô vẫn còn rất lớn. Các vấn đề như quản lý oxy, độ ổn định hóa học, khả năng sạc lại và các thiết bị phụ trợ đi kèm đều đặt ra những thách thức kỹ thuật đáng kể.
Cơ chế hoạt động của pin lithium-không khí
Pin lithium-ion thông thường lưu trữ lithium bên trong hai điện cực, với các ion lithium di chuyển qua lại giữa cực dương và cực âm trong quá trình sạc và xả. Ngược lại, pin lithium-không khí sử dụng lithium kim loại làm cực âm, còn oxy từ môi trường xung quanh đóng vai trò là chất phản ứng tại cực dương.
Trong quá trình xả, lithium phản ứng với oxy để tạo thành lithium peroxide (Li₂O₂) bên trong một cực dương có cấu trúc xốp. Quá trình sạc sẽ đảo ngược phản ứng này, giải phóng oxy và đưa các ion lithium trở về cực âm. Việc lấy oxy từ bên ngoài thay vì lưu trữ chất phản ứng ngay trong vật liệu cực dương (như ở các loại pin thông thường) chính là yếu tố mang lại mật độ năng lượng lý thuyết rất cao cho loại pin này.
Con số 3.505 Wh/kg thường được nhắc đến gắn liền với phản ứng lý thuyết tạo thành lithium peroxide và đã bao gồm cả khối lượng của oxy tham gia phản ứng. Một số con số cao hơn, lên tới gần 12.000 Wh/kg, được tính toán dựa trên phạm vi khác – không bao gồm khối lượng của oxy. Cả hai con số này đều không đại diện cho mật độ năng lượng của một bộ pin hoàn chỉnh dùng cho ô tô. Các chất điện phân, điện cực, linh kiện bảo vệ và thiết bị quản lý luồng không khí đều làm tăng trọng lượng và thể tích của hệ thống.
Những tiến bộ trong phòng thí nghiệm vẫn chưa giải quyết được vấn đề về độ bền
Ngành công nghiệp ô tô đã quan tâm đến pin lithium-không khí (lithium-air) từ trước khi CATL bắt đầu nghiên cứu. Năm 2009, IBM đã khởi động dự án "Battery 500", hướng tới việc phát triển loại pin kim loại-không khí có khả năng cung cấp năng lượng cho xe điện chạy quãng đường 500 dặm (805 km) sau mỗi lần sạc.
Chương trình nghiên cứu đa quốc gia này có sự tham gia của các đối tác từ giới học thuật và công nghiệp, nhưng cuối cùng đã không tạo ra được loại pin nào có thể thương mại hóa cho ô tô.
Các nghiên cứu gần đây hơn đã tập trung giải quyết những hạn chế về mặt hóa học của pin lithium-không khí, đặc biệt là vấn đề tích tụ các sản phẩm phụ sau quá trình phóng điện bên trong các điện cực xốp. Một nghiên cứu năm 2025 của các nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, trong đó có Giáo sư Peng Tan, đã xem xét cách thức các đặc tính vận chuyển oxy của chất điện phân ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng trong pin lithium-oxy. Bằng cách sử dụng các điện cực dày, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng lực cản trong quá trình chuyển khối (mass-transfer resistance) có thể làm thay đổi lộ trình phản ứng tại các vị trí khác nhau bên trong điện cực. Công trình này mang lại những hiểu biết sâu sắc về thiết kế điện cực, nhưng vẫn chưa đưa ra được giải pháp thực tế cho vấn đề tắc nghẽn cực âm (cathode) trên ô tô.
Một kết quả khác đến từ các nhà nghiên cứu tại Đại học Cát Lâm (Jilin University) và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Một nghiên cứu năm 2024 được công bố trên tạp chí *Advanced Energy Materials* đã báo cáo về cấu trúc pin lithium-không khí dạng túi (pouch-cell) được tối ưu hóa, đạt mật độ năng lượng 757,5 Wh/kg nhờ sử dụng chất điện phân polymer dạng gel được hình thành ngay trong pin (in-situ gelled polymer electrolyte). Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận pin đạt 241 chu kỳ sạc-xả trong các điều kiện phòng thí nghiệm cụ thể (với dòng điện 500 mA/g và dung lượng 1.000 mAh/g). Đây là kết quả đạt được trong phòng thí nghiệm, không phải là thông số kỹ thuật của một bộ pin ô tô đã được kiểm chứng thương mại.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Illinois (Illinois Institute of Technology) và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne (Argonne National Laboratory) đã giới thiệu một phương pháp khác trong một bài báo trên tạp chí *Science* năm 2023. Cấu trúc pin lithium-không khí thể rắn của họ sử dụng phản ứng bốn electron để tạo thành lithium oxit (Li₂O), thay vì lộ trình tạo lithium peroxide (Li₂O₂) phổ biến hơn. Loại pin này đã hoàn thành ít nhất 1.000 chu kỳ sạc-xả ở nhiệt độ phòng. Mật độ năng lượng lý thuyết của nó được ước tính đạt 1.200 Wh/kg; đây là con số lý thuyết, không phải là thông số thực tế của một viên pin thương mại. Những kết quả này cho thấy sự tiến bộ vượt xa các tính toán lý thuyết, nhưng do khác biệt về thành phần hóa học, môi trường vận hành và phạm vi đo lường, việc so sánh trực tiếp trở nên khó khăn. Chưa có kết quả nào tạo ra được loại pin dành cho xe du lịch sẵn sàng để đưa vào sản xuất.
Ba rào cản kỹ thuật đối với xe ô tô chở khách
1. Hệ thống quản lý không khí làm tăng trọng lượng và độ phức tạp
Pin lithium-không khí (lithium-air) cần oxy, đồng thời phải hạn chế sự tiếp xúc với hơi ẩm và carbon dioxide. Các tạp chất này có thể gây ra những phản ứng không mong muốn, làm suy giảm chất lượng của cực dương lithium, chất điện phân và cực âm. Hơi ẩm có thể phản ứng với kim loại lithium, trong khi carbon dioxide có thể tạo thành lithium carbonate (Li₂CO₃). Các chất lắng đọng bên trong cực âm xốp có thể cản trở quá trình vận chuyển oxy và làm giảm dung lượng hữu dụng của pin.
Do đó, một hệ thống trên ô tô sẽ cần đến các cơ chế kiểm soát lượng khí nạp, lọc khí và quản lý độ ẩm, có thể đi kèm với các thiết bị xử lý khí bổ sung. Những thành phần này làm tăng trọng lượng và thể tích, đồng thời tiêu tốn năng lượng. Một nghiên cứu năm 2023 trên tạp chí *Journal of Energy Storage* đã đề xuất các hệ thống phụ trợ cơ học cho xe sử dụng pin lithium-không khí. Nghiên cứu ước tính rằng các thiết bị hỗ trợ này sẽ tiêu tốn 5,4% năng lượng của pin trong cấu hình xe được đề xuất. Con số này phụ thuộc vào thiết kế cụ thể, nhưng nó cho thấy nhu cầu năng lượng tăng thêm khi vận hành các tế bào pin lithium-không khí trên một chiếc xe.
2. Khả năng sạc lại và hiệu suất vẫn là những thách thức lớn
Trong quá trình sạc, lithium peroxide phải được loại bỏ khỏi cực âm. Việc đảo ngược phản ứng xả đòi hỏi thêm năng lượng và có thể tạo ra các dạng oxy phản ứng (reactive oxygen species) – những tác nhân gây hại cho chất điện phân và các thành phần khác của pin.
Các phản ứng phụ này dẫn đến tình trạng mất dung lượng và làm giảm tuổi thọ chu kỳ của pin. Các cực dương bằng kim loại lithium cũng đối mặt với sự mất ổn định trong quá trình lắng đọng và loại bỏ lithium lặp đi lặp lại. Vì vậy, mật độ năng lượng ban đầu cao không đảm bảo hiệu suất ổn định qua hàng trăm hoặc hàng nghìn chu kỳ sạc-xả.
Hiệu suất vòng lặp (round-trip efficiency) thấp làm tăng lượng năng lượng cần thiết để cung cấp một lượng điện năng hữu dụng nhất định. Một phần năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt, làm tăng yêu cầu về quản lý nhiệt, trong khi các thiết bị xử lý không khí lại gây ra thêm sự tiêu hao năng lượng phụ trợ. Các yêu cầu về làm mát cần được xem xét song song với trọng lượng pin, thể tích và hiệu suất tổng thể của xe.
3. Mật độ năng lượng không đảm bảo hiệu suất vận hành của xe
Mật độ năng lượng riêng (specific energy) đo lường lượng năng lượng mà pin lưu trữ trên mỗi đơn vị khối lượng, trong khi mật độ năng lượng thể tích (volumetric energy density) đo lường lượng năng lượng lưu trữ trong một không gian nhất định. Mật độ công suất (power density) lại quyết định tốc độ giải phóng năng lượng đó.
Xe ô tô chở khách cần cả ba yếu tố này. Một loại pin dù có mật độ năng lượng riêng vượt trội nhưng lại có công suất đầu ra kém hoặc mật độ năng lượng thể tích thấp thì chưa chắc đã phù hợp với một nền tảng xe cụ thể. Pin cần phải cung cấp đủ công suất cho các thao tác như tăng tốc, vượt xe và duy trì tốc độ khi di chuyển, đồng thời phải vừa vặn với không gian dành cho bộ pin trên xe. Việc đổi pin sẽ không giải quyết được những hạn chế này. Mặc dù phương pháp đổi pin cho phép luân chuyển các khối pin giữa các phương tiện và trạm sạc, nhưng nó không thể đảo ngược quá trình phân hủy hóa học, phục hồi các chất điện phân bị hư hỏng hay loại bỏ những cặn bám không thể đảo ngược bên trong các điện cực đã bị thoái hóa.
Nghiên cứu về pin thể rắn là một phần trong câu chuyện về pin lithium-không khí (lithium-air)
Pin lithium-không khí không chỉ đơn thuần là đối thủ cạnh tranh của pin thể rắn. Các nhà nghiên cứu hiện cũng đang tìm hiểu việc sử dụng chất điện phân thể rắn trong cấu trúc pin lithium-không khí nhằm bảo vệ cực dương lithium và ổn định các phản ứng điện hóa.
Nghiên cứu từ Argonne và Illinois Tech cho thấy một hướng tiếp cận như vậy, thông qua việc sử dụng chất điện phân thể rắn hỗn hợp, bao gồm các hạt nano chứa lithium được nhúng trong một nền polymer. Điều này không có nghĩa là một loại vật liệu gốm cụ thể, chẳng hạn như garnet LLZO, là điều kiện tiên quyết bắt buộc cho công nghệ pin lithium-không khí. Hơn nữa, pin lithium-không khí và pin lithium-ion thể rắn truyền thống vẫn là những công nghệ khác biệt về bản chất.
Các ưu tiên phát triển trong tương lai gần của CATL vẫn tập trung vào pin natri-ion (sodium-ion) và pin thể rắn hoàn toàn. Đối với pin lithium-không khí, cần đạt được những tiến bộ đáng kể về độ bền, công suất đầu ra, khả năng quản lý không khí, hiệu suất và thiết kế hệ thống hoàn chỉnh trước khi có thể khẳng định tính phù hợp của loại pin này đối với xe du lịch.
Các thiết bị bay không người lái hoạt động ở độ cao lớn trong thời gian dài đôi khi được nhắc đến như một ứng dụng tiềm năng cho các loại pin có mật độ năng lượng riêng cao. Tuy nhiên, khả năng này không nên bị nhầm lẫn với một chương trình triển khai thực tế đã được CATL xác nhận.
Hiện tại, tuyên bố về phạm vi hoạt động 2.000 km chỉ là một khả năng lý thuyết, chứ không phải là một năng lực thực tế trên ô tô mà CATL đã chứng minh được. Việc biến tiềm năng điện hóa vượt trội của pin lithium-không khí thành một loại pin bền bỉ, có thể sạc lại và ứng dụng được trên phương tiện giao thông vẫn là một thách thức lớn hơn nhiều.
Thông tin liên quan đến CATL xuất phát từ chia sẻ của Giám đốc Khoa học Ngô Khải (Wu Kai) tại Diễn đàn "Equipment Powerhouse" năm 2026, trong đó ông xác định công nghệ lithium-không khí là một hướng nghiên cứu dài hạn.
Theo trang IT Home, lộ trình phát triển pin của CATL ưu tiên đưa các công nghệ pin natri-ion và pin thể rắn tiến gần hơn đến giai đoạn thương mại hóa, trong khi pin lithium-không khí vẫn chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu dài hạn. CATL hiện chưa công bố mục tiêu sản xuất xe điện với phạm vi di chuyển 2.000 km hay bất kỳ kế hoạch thương mại hóa nào cho công nghệ này.
Khoảng cách giữa mật độ năng lượng lý thuyết và hiệu suất thực tế trên ô tô vẫn còn rất lớn. Các vấn đề như quản lý oxy, độ ổn định hóa học, khả năng sạc lại và các thiết bị phụ trợ đi kèm đều đặt ra những thách thức kỹ thuật đáng kể.
Cơ chế hoạt động của pin lithium-không khí
Pin lithium-ion thông thường lưu trữ lithium bên trong hai điện cực, với các ion lithium di chuyển qua lại giữa cực dương và cực âm trong quá trình sạc và xả. Ngược lại, pin lithium-không khí sử dụng lithium kim loại làm cực âm, còn oxy từ môi trường xung quanh đóng vai trò là chất phản ứng tại cực dương.
Trong quá trình xả, lithium phản ứng với oxy để tạo thành lithium peroxide (Li₂O₂) bên trong một cực dương có cấu trúc xốp. Quá trình sạc sẽ đảo ngược phản ứng này, giải phóng oxy và đưa các ion lithium trở về cực âm. Việc lấy oxy từ bên ngoài thay vì lưu trữ chất phản ứng ngay trong vật liệu cực dương (như ở các loại pin thông thường) chính là yếu tố mang lại mật độ năng lượng lý thuyết rất cao cho loại pin này.
Con số 3.505 Wh/kg thường được nhắc đến gắn liền với phản ứng lý thuyết tạo thành lithium peroxide và đã bao gồm cả khối lượng của oxy tham gia phản ứng. Một số con số cao hơn, lên tới gần 12.000 Wh/kg, được tính toán dựa trên phạm vi khác – không bao gồm khối lượng của oxy. Cả hai con số này đều không đại diện cho mật độ năng lượng của một bộ pin hoàn chỉnh dùng cho ô tô. Các chất điện phân, điện cực, linh kiện bảo vệ và thiết bị quản lý luồng không khí đều làm tăng trọng lượng và thể tích của hệ thống.
Những tiến bộ trong phòng thí nghiệm vẫn chưa giải quyết được vấn đề về độ bền
Ngành công nghiệp ô tô đã quan tâm đến pin lithium-không khí (lithium-air) từ trước khi CATL bắt đầu nghiên cứu. Năm 2009, IBM đã khởi động dự án "Battery 500", hướng tới việc phát triển loại pin kim loại-không khí có khả năng cung cấp năng lượng cho xe điện chạy quãng đường 500 dặm (805 km) sau mỗi lần sạc.
Chương trình nghiên cứu đa quốc gia này có sự tham gia của các đối tác từ giới học thuật và công nghiệp, nhưng cuối cùng đã không tạo ra được loại pin nào có thể thương mại hóa cho ô tô.
Các nghiên cứu gần đây hơn đã tập trung giải quyết những hạn chế về mặt hóa học của pin lithium-không khí, đặc biệt là vấn đề tích tụ các sản phẩm phụ sau quá trình phóng điện bên trong các điện cực xốp. Một nghiên cứu năm 2025 của các nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, trong đó có Giáo sư Peng Tan, đã xem xét cách thức các đặc tính vận chuyển oxy của chất điện phân ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng trong pin lithium-oxy. Bằng cách sử dụng các điện cực dày, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng lực cản trong quá trình chuyển khối (mass-transfer resistance) có thể làm thay đổi lộ trình phản ứng tại các vị trí khác nhau bên trong điện cực. Công trình này mang lại những hiểu biết sâu sắc về thiết kế điện cực, nhưng vẫn chưa đưa ra được giải pháp thực tế cho vấn đề tắc nghẽn cực âm (cathode) trên ô tô.
Một kết quả khác đến từ các nhà nghiên cứu tại Đại học Cát Lâm (Jilin University) và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Một nghiên cứu năm 2024 được công bố trên tạp chí *Advanced Energy Materials* đã báo cáo về cấu trúc pin lithium-không khí dạng túi (pouch-cell) được tối ưu hóa, đạt mật độ năng lượng 757,5 Wh/kg nhờ sử dụng chất điện phân polymer dạng gel được hình thành ngay trong pin (in-situ gelled polymer electrolyte). Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận pin đạt 241 chu kỳ sạc-xả trong các điều kiện phòng thí nghiệm cụ thể (với dòng điện 500 mA/g và dung lượng 1.000 mAh/g). Đây là kết quả đạt được trong phòng thí nghiệm, không phải là thông số kỹ thuật của một bộ pin ô tô đã được kiểm chứng thương mại.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Illinois (Illinois Institute of Technology) và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne (Argonne National Laboratory) đã giới thiệu một phương pháp khác trong một bài báo trên tạp chí *Science* năm 2023. Cấu trúc pin lithium-không khí thể rắn của họ sử dụng phản ứng bốn electron để tạo thành lithium oxit (Li₂O), thay vì lộ trình tạo lithium peroxide (Li₂O₂) phổ biến hơn. Loại pin này đã hoàn thành ít nhất 1.000 chu kỳ sạc-xả ở nhiệt độ phòng. Mật độ năng lượng lý thuyết của nó được ước tính đạt 1.200 Wh/kg; đây là con số lý thuyết, không phải là thông số thực tế của một viên pin thương mại. Những kết quả này cho thấy sự tiến bộ vượt xa các tính toán lý thuyết, nhưng do khác biệt về thành phần hóa học, môi trường vận hành và phạm vi đo lường, việc so sánh trực tiếp trở nên khó khăn. Chưa có kết quả nào tạo ra được loại pin dành cho xe du lịch sẵn sàng để đưa vào sản xuất.
Ba rào cản kỹ thuật đối với xe ô tô chở khách
1. Hệ thống quản lý không khí làm tăng trọng lượng và độ phức tạp
Pin lithium-không khí (lithium-air) cần oxy, đồng thời phải hạn chế sự tiếp xúc với hơi ẩm và carbon dioxide. Các tạp chất này có thể gây ra những phản ứng không mong muốn, làm suy giảm chất lượng của cực dương lithium, chất điện phân và cực âm. Hơi ẩm có thể phản ứng với kim loại lithium, trong khi carbon dioxide có thể tạo thành lithium carbonate (Li₂CO₃). Các chất lắng đọng bên trong cực âm xốp có thể cản trở quá trình vận chuyển oxy và làm giảm dung lượng hữu dụng của pin.
Do đó, một hệ thống trên ô tô sẽ cần đến các cơ chế kiểm soát lượng khí nạp, lọc khí và quản lý độ ẩm, có thể đi kèm với các thiết bị xử lý khí bổ sung. Những thành phần này làm tăng trọng lượng và thể tích, đồng thời tiêu tốn năng lượng. Một nghiên cứu năm 2023 trên tạp chí *Journal of Energy Storage* đã đề xuất các hệ thống phụ trợ cơ học cho xe sử dụng pin lithium-không khí. Nghiên cứu ước tính rằng các thiết bị hỗ trợ này sẽ tiêu tốn 5,4% năng lượng của pin trong cấu hình xe được đề xuất. Con số này phụ thuộc vào thiết kế cụ thể, nhưng nó cho thấy nhu cầu năng lượng tăng thêm khi vận hành các tế bào pin lithium-không khí trên một chiếc xe.
2. Khả năng sạc lại và hiệu suất vẫn là những thách thức lớn
Trong quá trình sạc, lithium peroxide phải được loại bỏ khỏi cực âm. Việc đảo ngược phản ứng xả đòi hỏi thêm năng lượng và có thể tạo ra các dạng oxy phản ứng (reactive oxygen species) – những tác nhân gây hại cho chất điện phân và các thành phần khác của pin.
Các phản ứng phụ này dẫn đến tình trạng mất dung lượng và làm giảm tuổi thọ chu kỳ của pin. Các cực dương bằng kim loại lithium cũng đối mặt với sự mất ổn định trong quá trình lắng đọng và loại bỏ lithium lặp đi lặp lại. Vì vậy, mật độ năng lượng ban đầu cao không đảm bảo hiệu suất ổn định qua hàng trăm hoặc hàng nghìn chu kỳ sạc-xả.
Hiệu suất vòng lặp (round-trip efficiency) thấp làm tăng lượng năng lượng cần thiết để cung cấp một lượng điện năng hữu dụng nhất định. Một phần năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt, làm tăng yêu cầu về quản lý nhiệt, trong khi các thiết bị xử lý không khí lại gây ra thêm sự tiêu hao năng lượng phụ trợ. Các yêu cầu về làm mát cần được xem xét song song với trọng lượng pin, thể tích và hiệu suất tổng thể của xe.
3. Mật độ năng lượng không đảm bảo hiệu suất vận hành của xe
Mật độ năng lượng riêng (specific energy) đo lường lượng năng lượng mà pin lưu trữ trên mỗi đơn vị khối lượng, trong khi mật độ năng lượng thể tích (volumetric energy density) đo lường lượng năng lượng lưu trữ trong một không gian nhất định. Mật độ công suất (power density) lại quyết định tốc độ giải phóng năng lượng đó.
Xe ô tô chở khách cần cả ba yếu tố này. Một loại pin dù có mật độ năng lượng riêng vượt trội nhưng lại có công suất đầu ra kém hoặc mật độ năng lượng thể tích thấp thì chưa chắc đã phù hợp với một nền tảng xe cụ thể. Pin cần phải cung cấp đủ công suất cho các thao tác như tăng tốc, vượt xe và duy trì tốc độ khi di chuyển, đồng thời phải vừa vặn với không gian dành cho bộ pin trên xe. Việc đổi pin sẽ không giải quyết được những hạn chế này. Mặc dù phương pháp đổi pin cho phép luân chuyển các khối pin giữa các phương tiện và trạm sạc, nhưng nó không thể đảo ngược quá trình phân hủy hóa học, phục hồi các chất điện phân bị hư hỏng hay loại bỏ những cặn bám không thể đảo ngược bên trong các điện cực đã bị thoái hóa.
Nghiên cứu về pin thể rắn là một phần trong câu chuyện về pin lithium-không khí (lithium-air)
Pin lithium-không khí không chỉ đơn thuần là đối thủ cạnh tranh của pin thể rắn. Các nhà nghiên cứu hiện cũng đang tìm hiểu việc sử dụng chất điện phân thể rắn trong cấu trúc pin lithium-không khí nhằm bảo vệ cực dương lithium và ổn định các phản ứng điện hóa.
Nghiên cứu từ Argonne và Illinois Tech cho thấy một hướng tiếp cận như vậy, thông qua việc sử dụng chất điện phân thể rắn hỗn hợp, bao gồm các hạt nano chứa lithium được nhúng trong một nền polymer. Điều này không có nghĩa là một loại vật liệu gốm cụ thể, chẳng hạn như garnet LLZO, là điều kiện tiên quyết bắt buộc cho công nghệ pin lithium-không khí. Hơn nữa, pin lithium-không khí và pin lithium-ion thể rắn truyền thống vẫn là những công nghệ khác biệt về bản chất.
Các ưu tiên phát triển trong tương lai gần của CATL vẫn tập trung vào pin natri-ion (sodium-ion) và pin thể rắn hoàn toàn. Đối với pin lithium-không khí, cần đạt được những tiến bộ đáng kể về độ bền, công suất đầu ra, khả năng quản lý không khí, hiệu suất và thiết kế hệ thống hoàn chỉnh trước khi có thể khẳng định tính phù hợp của loại pin này đối với xe du lịch.
Các thiết bị bay không người lái hoạt động ở độ cao lớn trong thời gian dài đôi khi được nhắc đến như một ứng dụng tiềm năng cho các loại pin có mật độ năng lượng riêng cao. Tuy nhiên, khả năng này không nên bị nhầm lẫn với một chương trình triển khai thực tế đã được CATL xác nhận.
Hiện tại, tuyên bố về phạm vi hoạt động 2.000 km chỉ là một khả năng lý thuyết, chứ không phải là một năng lực thực tế trên ô tô mà CATL đã chứng minh được. Việc biến tiềm năng điện hóa vượt trội của pin lithium-không khí thành một loại pin bền bỉ, có thể sạc lại và ứng dụng được trên phương tiện giao thông vẫn là một thách thức lớn hơn nhiều.
