Trường Sơn
Writer
Con đường pin thể rắn liên tục phát ra những tín hiệu tích cực.
Gần đây, hãng pin Trung Quốc GAC Aian thông báo rằng phòng thí nghiệm của họ đã hoàn thành quá trình xác minh thử nghiệm công nghệ sửa đổi giao diện của pin thể rắn và công bố một bước đột phá công nghệ mới. Công nghệ này sẽ giảm 50% độ tuổi thọ của pin thể rắn và dung lượng pin có thể được duy trì ở mức hơn 90% sau 150 chu kỳ.
Vào ngày 23 tháng 11, Aian nói với tờ báo nội địa Times Finance, “(Nhà máy) Pin Inpa được đầu tư độc lập của chúng tôi sẽ hoàn thành và đưa vào sản xuất vào tháng 12. Bạn hãy chờ đến thời điểm đó sẽ có thông tin được tiết lộ thêm”. Hãng công bố chính thức thông tin tại Triển lãm ô tô Quảng Châu 2023 về pin thể rắn, pin không chứa coban, pin có hàm lượng coban thấp, pin natri-ion, v.v. làm chủ đề nghiên cứu công nghệ chính. Trong số đó, pin toàn thể rắn dự kiến sẽ được lắp đặt trên ô tô vào năm 2026 và thương hiệu hạng sang cao cấp Haopin của Aion sẽ là hãng đầu tiên áp dụng chúng.
Nguồn hình ảnh nhà máy đầu tiên của Inpa Battery trực thuộc GAC: Weibo chính thức của hãng ô tô
Thời điểm này có thể sớm hơn Toyota, Nissan và những tay chơi cũ khác đã tham gia sâu vào đường đua này từ lâu. Vào ngày 23 tháng 11, Times Finance được biết từ Toyota Trung Quốc rằng tiến bộ liên quan đến pin thể rắn của Toyota đã được công bố tại Hội thảo Kỹ thuật Toyota vào tháng 6 năm nay, dự kiến sẽ được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2027-2028 và sẽ được triển khai trong thời gian tới. sau đó được sản xuất hàng loạt.
Tương tự, Nissan cũng đã xây dựng kế hoạch rõ ràng cho việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn: khởi động nhà máy thí điểm vào năm 2024 và sản xuất hàng loạt trước năm 2028. Nguồn tin của Nissan Trung Quốc nói vào ngày 23 tháng 11 rằng nhà máy thí điểm ở Yokohama, Nhật Bản.
Được biết, dựa trên những ưu điểm như mật độ năng lượng và hiệu suất an toàn, pin thể rắn từng được coi là “giải pháp tối ưu” cho sự phát triển của xe điện thế hệ tiếp theo, thậm chí còn được mệnh danh là “Kẻ hủy diệt” của phương tiện chạy bằng nhiên liệu và “Chén Thánh” của pin lithium. Tuy nhiên, do các vấn đề như vật liệu điện phân rắn và chi phí, việc sản xuất hàng loạt pin toàn thể rắn đang trong giai đoạn "trì hoãn".
Giờ đây, với việc tiết lộ lịch trình sản xuất hàng loạt của nhiều hãng ô tô khác nhau, pin toàn thể rắn dường như sắp được sản xuất hàng loạt.
Được biết, dựa trên phân loại chất điện phân, pin lithium có thể được chia thành bốn loại: chất lỏng, bán rắn, bán rắn và hoàn toàn rắn. Trong số đó, bán rắn, bán rắn và hoàn toàn rắn được gọi chung là rắn.
Một báo cáo nghiên cứu từ Chứng khoán Tứ Xuyên Cai chỉ ra rằng so với pin lithium lỏng truyền thống, pin ở trạng thái rắn tốt hơn về mặt an toàn. Chất điện phân rắn được sử dụng trong pin thể rắn không bắt lửa, chịu được nhiệt độ cao, không bị ăn mòn và không bay hơi, khiến pin ít nhạy cảm hơn với nhiệt độ. Chất điện phân rắn là cốt lõi của pin thể rắn. Việc lựa chọn vật liệu điện phân có liên quan chặt chẽ đến các thông số hiệu suất khác nhau của pin, chẳng hạn như mật độ năng lượng, độ ổn định chu kỳ, hiệu suất an toàn, hiệu suất nhiệt độ cao và thấp và tuổi thọ.
Bởi vì pin thể rắn sử dụng chất điện phân thể rắn mới để thay thế các chất điện phân và chất phân tách hữu cơ hiện tại nên chúng có độ an toàn cao, mật độ năng lượng lớn và có khả năng thích ứng rộng rãi với các hệ thống điện cực có năng lượng riêng cao mới khác nhau (chẳng hạn như hệ thống lithium-lưu huỳnh). , hệ thống kim loại-không khí, v.v.) Nó có thể cải thiện hơn nữa mật độ năng lượng khối và được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp tối ưu cho thế hệ pin điện tiếp theo, thu hút sự chú ý rộng rãi.
Theo dự báo của EVTank, tỷ lệ thâm nhập pin thể rắn toàn cầu dự kiến sẽ đạt 10% vào năm 2030, với nhu cầu đạt 276,8GWh. Từ năm 2023 đến năm 2030, tốc độ tăng trưởng CAGR của nhu cầu pin thể rắn toàn cầu là 63,7%.
Dựa trên lợi thế về mật độ năng lượng và độ an toàn, cũng như triển vọng thị trường tươi sáng, cuộc đua pin thể rắn đã thu hút nhiều người chơi, bao gồm Volkswagen, BMW, Nissan và các hãng xe hơi khổng lồ khác. Là người thống trị trong kỷ nguyên xe chạy bằng nhiên liệu, Toyota rất yêu thích công nghệ này.
Theo thông tin công khai, Toyota đã sản xuất pin thể rắn ngay từ năm 2008; vào năm 2012, hãng đã tung ra thị trường loại pin thể rắn sunfua đầu tiên trên thế giới. Toyota Trung Quốc đã báo cáo vào ngày 5 tháng này rằng BEV là một biện pháp quan trọng để Toyota thực hiện chiến lược toàn diện của mình.Pin toàn thể rắn là một phần quan trọng trong việc hỗ trợ sự phát triển của hãng.Bởi vì chất điện phân của nó là chất rắn nên các ion dẫn điện có thể di chuyển nhanh hơn, từ đó rút ngắn thời gian sạc, đạt được tuổi thọ pin dài hơn và nguồn năng lượng dồi dào hơn. Pin toàn thể rắn dự kiến sẽ được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2027 ~ 2028. Về thời điểm công nghệ này sẽ được đưa vào thị trường Trung Quốc, Toyota Trung Quốc nói với Times Finance rằng hiện tại họ chưa thể trả lời.
Nissan cũng đang thực hiện một bước đi lớn. Dongfeng Nissan cho biết trong Triển lãm ô tô Quảng Châu 2023 rằng Nissan đã mở ra một bước đột phá trong tương lai về công nghệ pin thể rắn và là công ty đầu tiên nắm bắt lĩnh vực cốt lõi mới là xe sử dụng năng lượng mới. Đồng thời, Nissan đã xây dựng kế hoạch rõ ràng về việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn: khởi động nhà máy thí điểm vào năm 2024 và sản xuất hàng loạt trước năm 2028. Tập trung vào nhu cầu của thị trường Trung Quốc, Dongfeng Nissan sẽ đẩy nhanh việc giới thiệu các công nghệ và sản phẩm mới của Nissan.
Tại thị trường nội địa, theo Sichuan Securities, đơn xin cấp bằng sáng chế trong nước cho pin thể rắn duy trì xu hướng tăng lên trong 10 năm qua, từ 114 đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 2018 lên 247 đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 2022. Số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế hàng năm trong 5 năm năm có mức tăng 116,67%. Các công ty trong nước tham gia vào ngành pin thể rắn chủ yếu được chia thành ba loại: các công ty lấy hoạt động nghiên cứu, phát triển và công nghiệp hóa pin thể rắn làm hoạt động kinh doanh chính, chẳng hạn như Weilan New Energy, Qingtao Energy, v.v.; lithium truyền thống- các công ty pin ion tham gia vào các lĩnh vực kinh doanh liên quan đến pin thể rắn, Ví dụ: Ganfeng Lithium Industry, BYD, v.v.; hoạt động kinh doanh chính của họ không liên quan đến pin và họ đã chuyển đổi sang ngành công nghiệp pin thể rắn.
Với tư cách là một ông lớn trong ngành ô tô, lộ trình triển khai sản xuất hàng loạt được GAC Group đưa ra lần này dường như nhanh hơn một bước so với các đại gia ô tô đa quốc gia như Toyota và Nissan.
Theo thông tin chính thức từ Aian, phòng thí nghiệm GAC Aian đã sử dụng một thiết kế đặc biệt gồm các thành phần chất điện phân rắn để tạo ra sự hình thành lớp đệm giao diện trên bề mặt điện cực âm, có thể làm giảm trở kháng giao diện một cách hiệu quả và cải thiện độ ổn định giao diện. Trong các thử nghiệm thực nghiệm, dung lượng của pin thể rắn thông thường giảm đáng kể xuống còn 80% sau 150 chu kỳ; độ ổn định chu kỳ của pin thể rắn sử dụng công nghệ sửa đổi giao diện đã được cải thiện đáng kể, tỷ lệ duy trì dung lượng trong 150 tuần là >90% và tốc độ suy giảm tuổi thọ pin đã giảm 50%. Ngoài ra, các chất điện phân thể rắn mới, sửa đổi giao diện rắn-rắn và các công nghệ liên quan khác cũng đang được phát triển với tốc độ nhanh chóng nhằm đạt được sự tối ưu hóa liên tục về hiệu suất toàn diện của pin thể rắn.
"Bước đột phá mới này trong công nghệ pin thể rắn sẽ đẩy nhanh hơn nữa việc sản xuất hàng loạt và ứng dụng pin thể rắn trong các sản phẩm liên quan đến Haopin", Aian cho biết ngoài ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, nó còn được sử dụng trong máy bay không người lái Trong các lĩnh vực như công nghệ xương và y tế có yêu cầu cao về trọng lượng nhẹ đối với pin, những cải tiến đáng kể về hiệu suất và trọng lượng của pin thể rắn cũng sẽ mang lại những đột phá trong những hạn chế của ngành và mang lại nhiều trí tưởng tượng và khả năng hơn.
Lấy Toyota làm ví dụ, sau khi ra mắt pin thể rắn sunfua đầu tiên trên thế giới vào năm 2012, hãng này sau đó đã tuyên bố sẽ tung ra hơn 10 mẫu xe điện thuần túy sử dụng pin thể rắn từ năm 2020 đến năm 2025. Tuy nhiên, tại sự kiện mang tên “Cuộc họp chiến lược pin 2030” vào năm 2021, Toyota đã thay đổi quan điểm và thừa nhận rằng tiến độ nghiên cứu và phát triển pin thể rắn có mật độ năng lượng cao là không lạc quan. vật liệu điện phân sunfua Nó chưa bao giờ có thể đột phá được. Cho đến giữa năm nay, tại một cuộc họp giao ban kỹ thuật, họ đã thông báo rằng họ đã tìm thấy những vật liệu tốt có thể thương mại hóa pin thể rắn từ năm 2027 đến năm 2028 và tung ra thị trường các loại xe điện thuần túy được trang bị pin thể rắn.
Tuy nhiên, một số người chơi trong ngành có sự dè dặt về thời gian biểu này. Tại Diễn đàn ô tô Trung Quốc 2023 được tổ chức vào tháng 7 năm nay, Wu Kai, nhà khoa học trưởng của CATL, cho biết pin hoàn toàn thể rắn vẫn còn một số vấn đề cốt lõi của ngành cần được giải quyết khẩn cấp. "Nếu Toyota nói rằng họ có thể sản xuất pin toàn thể rắn ngày nay thì tôi nghi ngờ. Hiện tại không ai trong ngành có khả năng sản xuất hàng loạt pin toàn thể rắn. Về việc liệu có thể đạt được sản xuất hàng loạt vào năm 2027 hay không, với tư cách là một kỹ thuật viên, tôi cũng rất hoài nghi, khó có thể nói chính xác”.
Báo cáo nghiên cứu của Ngân hàng Chứng khoán Trung Quốc chỉ ra rằng chất điện phân rắn là thành phần quan trọng nhất trong pin thể rắn và các lộ trình kỹ thuật của nó có thể được chia thành polyme, oxit, vật liệu tổng hợp hữu cơ-vô cơ, sunfua, v.v. Trong số đó, chất điện phân rắn polyme được phát triển trước đó và đã được ứng dụng trong một số lĩnh vực, tuy nhiên độ dẫn ion của chúng thấp ở nhiệt độ phòng, sau khi đun nóng, độ dẫn ion tăng lên nhưng lại nảy sinh vấn đề về tiêu thụ năng lượng và tăng giá thành, chất điện phân rắn oxit có tính chất toàn diện tốt, yếu tố quan trọng hạn chế sự phát triển của nó là trở kháng giao diện lớn giữa chất điện phân và điện cực, và phản ứng giao diện gây ra sự suy giảm dung lượng pin; độ ổn định giao diện giữa chất điện phân rắn sunfua và điện cực lithium kém, nhưng do độ dẫn ion và độ ổn định điện hóa cực cao được nhiều công ty ưa chuộng, đặc biệt là các công ty Nhật Bản và Hàn Quốc đã đầu tư rất nhiều tiền vào nghiên cứu. Chất điện phân tổng hợp hữu cơ-vô cơ kết hợp các ưu điểm của polyme và chất điện phân vô cơ, chúng đã đạt được tiến bộ lớn trong nghiên cứu hiệu suất trong những năm gần đây và quá trình công nghiệp hóa của chúng cũng tiến triển nhanh chóng.
Ngoài vật liệu điện phân, chi phí cao cũng là một vấn đề lớn.
Một người hoạt động trong ngành pin nói với Times Finance rằng hướng nghiên cứu chính hiện nay của pin toàn thể rắn nằm ở tính ổn định lâu dài của chất điện phân thể rắn. Tuy nhiên, từ góc độ chi phí, có thể khó áp dụng nó cho các mô hình phổ thông trên quy mô lớn sau khi sản xuất hàng loạt và chi phí tương đối cao. "Pin thể rắn có mật độ năng lượng rất cao. Xe du lịch thông thường sử dụng chúng với chi phí cao. Hiện tại, các phương tiện sử dụng năng lượng mới đã chuyển từ công nghệ sang giá thành. Giá rẻ là vua".
Tờ báo Nhật Nihon Keizai Shimbun đưa tin, chìa khóa để phổ biến pin thể rắn là phát triển các quy trình sản xuất hàng loạt mới. Ước tính từ Cơ quan Xúc tiến Khoa học và Công nghệ Nhật Bản cho thấy chi phí sản xuất pin thể rắn sunfua là 420 đến 2.450 USD mỗi kilowatt, cao gấp 4 đến 25 lần so với pin lithium hiện đang sử dụng.
Điều đáng chú ý là mặc dù vẫn cần một thời gian để sản xuất hàng loạt pin toàn thể rắn, nhưng pin bán rắn đã nhấn “nút tăng tốc” trong hai năm qua.
Báo cáo nghiên cứu của Soochow Securities chỉ ra rằng công nghệ pin thể rắn hiện tại vẫn chưa trưởng thành và vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, có những vấn đề như độ dẫn ion thấp, vòng đời kém, hiệu suất tốc độ kém làm hạn chế quá trình thương mại hóa. Là giải pháp chuyển tiếp giữa pin lỏng và pin toàn thể rắn, pin bán rắn vừa có tính an toàn, mật độ năng lượng vừa tiết kiệm nên là loại pin đầu tiên bước vào giai đoạn công nghiệp hóa và đi đầu trong lĩnh vực tiêu dùng cao cấp như máy bay không người lái.
Trong 2 năm trở lại đây, các hãng xe Trung Quốc như NIO, SAIC, Dongfeng, Thalys đều công bố sẽ lần lượt ra mắt các mẫu xe bán rắn với phạm vi di chuyển xấp xỉ 1.000 km. Trong số đó, vào tháng 5 năm nay, SAIC và Qingtao Energy đã ký thỏa thuận tăng vốn và mở rộng cổ phần cũng như thỏa thuận khung hợp tác chiến lược. Vào thời điểm đó, các quan chức cho biết SAIC và Qingtao Energy sẽ thành lập liên doanh trong năm nay để cùng phát triển thế hệ sản phẩm pin thể rắn mới với hiệu suất an toàn, mật độ năng lượng và giá thành tốt hơn so với pin lithium iron phosphate truyền thống. Trên cơ sở đó, từ nửa đầu năm 2025, Zhiji, Feifan, Roewe và MG sẽ tung ra một số mẫu xe sản xuất hàng loạt có liên quan và doanh số hàng năm sẽ vượt quá "quy mô 100.000 cấp". Về việc liệu có bất kỳ tiến trình cập nhật nào về pin bán rắn hay không, SAIC Motor nói với Times Finance vào ngày 24 tháng 11 rằng nó vẫn đang tiếp tục.
NIO đã phát hành pin bán rắn 150kWh vào năm 2021. Vào thời điểm đó, họ cho biết họ có phạm vi hành trình 1.000km và dự kiến bắt đầu giao hàng vào quý 4 năm 2022. Tuy nhiên, Qin Lihong cho biết tại sự kiện NIO Power Day 2023 vào giữa năm nay rằng quá trình phát triển và xác minh bộ pin 150 độ sẽ mất nhiều thời gian hơn dự kiến và dự kiến cuối tháng 7 sẽ phải chờ thêm một thời gian nữa. “Công tác chuẩn bị cho hoạt động của bộ pin 150 độ vẫn chưa dừng lại, dịch vụ cho thuê xe hàng ngày đang chào đón sự xuất hiện của nó. Chúng tôi mong rằng khi bộ pin 150 độ ra mắt trực tuyến, các chủ xe sẽ không gặp áp lực tài chính lớn hơn". Về tiến độ hiện tại của pin, Times Finance cũng đã phỏng vấn Weilai, những người liên quan trả lời rằng chưa có tin tức cập nhật.
"Pin bán rắn dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2024, quy mô dự kiến sẽ đạt 5GWh và sẽ dần trở nên tiết kiệm. Chi phí dự kiến sẽ giảm xuống 0,9 nhân dân tệ/Wh vào năm 2025. Tất cả -Pin thể rắn dự kiến sẽ bắt đầu được thương mại hóa vào năm 2030 và việc sản xuất hàng loạt dự kiến sẽ duy trì. Sẽ mất 5-10 năm", báo cáo nghiên cứu của Soochow Securities nói trên cho biết.
Gần đây, hãng pin Trung Quốc GAC Aian thông báo rằng phòng thí nghiệm của họ đã hoàn thành quá trình xác minh thử nghiệm công nghệ sửa đổi giao diện của pin thể rắn và công bố một bước đột phá công nghệ mới. Công nghệ này sẽ giảm 50% độ tuổi thọ của pin thể rắn và dung lượng pin có thể được duy trì ở mức hơn 90% sau 150 chu kỳ.
Vào ngày 23 tháng 11, Aian nói với tờ báo nội địa Times Finance, “(Nhà máy) Pin Inpa được đầu tư độc lập của chúng tôi sẽ hoàn thành và đưa vào sản xuất vào tháng 12. Bạn hãy chờ đến thời điểm đó sẽ có thông tin được tiết lộ thêm”. Hãng công bố chính thức thông tin tại Triển lãm ô tô Quảng Châu 2023 về pin thể rắn, pin không chứa coban, pin có hàm lượng coban thấp, pin natri-ion, v.v. làm chủ đề nghiên cứu công nghệ chính. Trong số đó, pin toàn thể rắn dự kiến sẽ được lắp đặt trên ô tô vào năm 2026 và thương hiệu hạng sang cao cấp Haopin của Aion sẽ là hãng đầu tiên áp dụng chúng.
Thời điểm này có thể sớm hơn Toyota, Nissan và những tay chơi cũ khác đã tham gia sâu vào đường đua này từ lâu. Vào ngày 23 tháng 11, Times Finance được biết từ Toyota Trung Quốc rằng tiến bộ liên quan đến pin thể rắn của Toyota đã được công bố tại Hội thảo Kỹ thuật Toyota vào tháng 6 năm nay, dự kiến sẽ được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2027-2028 và sẽ được triển khai trong thời gian tới. sau đó được sản xuất hàng loạt.
Tương tự, Nissan cũng đã xây dựng kế hoạch rõ ràng cho việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn: khởi động nhà máy thí điểm vào năm 2024 và sản xuất hàng loạt trước năm 2028. Nguồn tin của Nissan Trung Quốc nói vào ngày 23 tháng 11 rằng nhà máy thí điểm ở Yokohama, Nhật Bản.
Được biết, dựa trên những ưu điểm như mật độ năng lượng và hiệu suất an toàn, pin thể rắn từng được coi là “giải pháp tối ưu” cho sự phát triển của xe điện thế hệ tiếp theo, thậm chí còn được mệnh danh là “Kẻ hủy diệt” của phương tiện chạy bằng nhiên liệu và “Chén Thánh” của pin lithium. Tuy nhiên, do các vấn đề như vật liệu điện phân rắn và chi phí, việc sản xuất hàng loạt pin toàn thể rắn đang trong giai đoạn "trì hoãn".
Giờ đây, với việc tiết lộ lịch trình sản xuất hàng loạt của nhiều hãng ô tô khác nhau, pin toàn thể rắn dường như sắp được sản xuất hàng loạt.
Cược lớn
"Ngày mà pin thể rắn trở nên phổ biến cũng là lúc các phương tiện chạy bằng nhiên liệu sẽ hết trách nhiệm lịch sử", Về tình trạng của pin thể rắn, một "huyền thoại" như vậy đã được lưu truyền trong ngành năng lượng mới.Được biết, dựa trên phân loại chất điện phân, pin lithium có thể được chia thành bốn loại: chất lỏng, bán rắn, bán rắn và hoàn toàn rắn. Trong số đó, bán rắn, bán rắn và hoàn toàn rắn được gọi chung là rắn.
Một báo cáo nghiên cứu từ Chứng khoán Tứ Xuyên Cai chỉ ra rằng so với pin lithium lỏng truyền thống, pin ở trạng thái rắn tốt hơn về mặt an toàn. Chất điện phân rắn được sử dụng trong pin thể rắn không bắt lửa, chịu được nhiệt độ cao, không bị ăn mòn và không bay hơi, khiến pin ít nhạy cảm hơn với nhiệt độ. Chất điện phân rắn là cốt lõi của pin thể rắn. Việc lựa chọn vật liệu điện phân có liên quan chặt chẽ đến các thông số hiệu suất khác nhau của pin, chẳng hạn như mật độ năng lượng, độ ổn định chu kỳ, hiệu suất an toàn, hiệu suất nhiệt độ cao và thấp và tuổi thọ.
Bởi vì pin thể rắn sử dụng chất điện phân thể rắn mới để thay thế các chất điện phân và chất phân tách hữu cơ hiện tại nên chúng có độ an toàn cao, mật độ năng lượng lớn và có khả năng thích ứng rộng rãi với các hệ thống điện cực có năng lượng riêng cao mới khác nhau (chẳng hạn như hệ thống lithium-lưu huỳnh). , hệ thống kim loại-không khí, v.v.) Nó có thể cải thiện hơn nữa mật độ năng lượng khối và được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp tối ưu cho thế hệ pin điện tiếp theo, thu hút sự chú ý rộng rãi.
Theo dự báo của EVTank, tỷ lệ thâm nhập pin thể rắn toàn cầu dự kiến sẽ đạt 10% vào năm 2030, với nhu cầu đạt 276,8GWh. Từ năm 2023 đến năm 2030, tốc độ tăng trưởng CAGR của nhu cầu pin thể rắn toàn cầu là 63,7%.
Dựa trên lợi thế về mật độ năng lượng và độ an toàn, cũng như triển vọng thị trường tươi sáng, cuộc đua pin thể rắn đã thu hút nhiều người chơi, bao gồm Volkswagen, BMW, Nissan và các hãng xe hơi khổng lồ khác. Là người thống trị trong kỷ nguyên xe chạy bằng nhiên liệu, Toyota rất yêu thích công nghệ này.
Theo thông tin công khai, Toyota đã sản xuất pin thể rắn ngay từ năm 2008; vào năm 2012, hãng đã tung ra thị trường loại pin thể rắn sunfua đầu tiên trên thế giới. Toyota Trung Quốc đã báo cáo vào ngày 5 tháng này rằng BEV là một biện pháp quan trọng để Toyota thực hiện chiến lược toàn diện của mình.Pin toàn thể rắn là một phần quan trọng trong việc hỗ trợ sự phát triển của hãng.Bởi vì chất điện phân của nó là chất rắn nên các ion dẫn điện có thể di chuyển nhanh hơn, từ đó rút ngắn thời gian sạc, đạt được tuổi thọ pin dài hơn và nguồn năng lượng dồi dào hơn. Pin toàn thể rắn dự kiến sẽ được đưa vào sử dụng thực tế vào năm 2027 ~ 2028. Về thời điểm công nghệ này sẽ được đưa vào thị trường Trung Quốc, Toyota Trung Quốc nói với Times Finance rằng hiện tại họ chưa thể trả lời.
Nissan cũng đang thực hiện một bước đi lớn. Dongfeng Nissan cho biết trong Triển lãm ô tô Quảng Châu 2023 rằng Nissan đã mở ra một bước đột phá trong tương lai về công nghệ pin thể rắn và là công ty đầu tiên nắm bắt lĩnh vực cốt lõi mới là xe sử dụng năng lượng mới. Đồng thời, Nissan đã xây dựng kế hoạch rõ ràng về việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn: khởi động nhà máy thí điểm vào năm 2024 và sản xuất hàng loạt trước năm 2028. Tập trung vào nhu cầu của thị trường Trung Quốc, Dongfeng Nissan sẽ đẩy nhanh việc giới thiệu các công nghệ và sản phẩm mới của Nissan.
Tại thị trường nội địa, theo Sichuan Securities, đơn xin cấp bằng sáng chế trong nước cho pin thể rắn duy trì xu hướng tăng lên trong 10 năm qua, từ 114 đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 2018 lên 247 đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 2022. Số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế hàng năm trong 5 năm năm có mức tăng 116,67%. Các công ty trong nước tham gia vào ngành pin thể rắn chủ yếu được chia thành ba loại: các công ty lấy hoạt động nghiên cứu, phát triển và công nghiệp hóa pin thể rắn làm hoạt động kinh doanh chính, chẳng hạn như Weilan New Energy, Qingtao Energy, v.v.; lithium truyền thống- các công ty pin ion tham gia vào các lĩnh vực kinh doanh liên quan đến pin thể rắn, Ví dụ: Ganfeng Lithium Industry, BYD, v.v.; hoạt động kinh doanh chính của họ không liên quan đến pin và họ đã chuyển đổi sang ngành công nghiệp pin thể rắn.
Với tư cách là một ông lớn trong ngành ô tô, lộ trình triển khai sản xuất hàng loạt được GAC Group đưa ra lần này dường như nhanh hơn một bước so với các đại gia ô tô đa quốc gia như Toyota và Nissan.
Theo thông tin chính thức từ Aian, phòng thí nghiệm GAC Aian đã sử dụng một thiết kế đặc biệt gồm các thành phần chất điện phân rắn để tạo ra sự hình thành lớp đệm giao diện trên bề mặt điện cực âm, có thể làm giảm trở kháng giao diện một cách hiệu quả và cải thiện độ ổn định giao diện. Trong các thử nghiệm thực nghiệm, dung lượng của pin thể rắn thông thường giảm đáng kể xuống còn 80% sau 150 chu kỳ; độ ổn định chu kỳ của pin thể rắn sử dụng công nghệ sửa đổi giao diện đã được cải thiện đáng kể, tỷ lệ duy trì dung lượng trong 150 tuần là >90% và tốc độ suy giảm tuổi thọ pin đã giảm 50%. Ngoài ra, các chất điện phân thể rắn mới, sửa đổi giao diện rắn-rắn và các công nghệ liên quan khác cũng đang được phát triển với tốc độ nhanh chóng nhằm đạt được sự tối ưu hóa liên tục về hiệu suất toàn diện của pin thể rắn.
"Bước đột phá mới này trong công nghệ pin thể rắn sẽ đẩy nhanh hơn nữa việc sản xuất hàng loạt và ứng dụng pin thể rắn trong các sản phẩm liên quan đến Haopin", Aian cho biết ngoài ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, nó còn được sử dụng trong máy bay không người lái Trong các lĩnh vực như công nghệ xương và y tế có yêu cầu cao về trọng lượng nhẹ đối với pin, những cải tiến đáng kể về hiệu suất và trọng lượng của pin thể rắn cũng sẽ mang lại những đột phá trong những hạn chế của ngành và mang lại nhiều trí tưởng tượng và khả năng hơn.
Khó khăn trong sản xuất hàng loạt: vật liệu hỏng và chi phí cao
Pin toàn thể rắn tuy tốt nhưng việc sản xuất hàng loạt trong nhiều năm không hề dễ dàng, ngành này đã trải qua nhiều “sự chậm trễ”, đằng sau lộ trình nói trên, vẫn chưa biết liệu lần này thị trường có thể hoàn thành thành công hay không.Lấy Toyota làm ví dụ, sau khi ra mắt pin thể rắn sunfua đầu tiên trên thế giới vào năm 2012, hãng này sau đó đã tuyên bố sẽ tung ra hơn 10 mẫu xe điện thuần túy sử dụng pin thể rắn từ năm 2020 đến năm 2025. Tuy nhiên, tại sự kiện mang tên “Cuộc họp chiến lược pin 2030” vào năm 2021, Toyota đã thay đổi quan điểm và thừa nhận rằng tiến độ nghiên cứu và phát triển pin thể rắn có mật độ năng lượng cao là không lạc quan. vật liệu điện phân sunfua Nó chưa bao giờ có thể đột phá được. Cho đến giữa năm nay, tại một cuộc họp giao ban kỹ thuật, họ đã thông báo rằng họ đã tìm thấy những vật liệu tốt có thể thương mại hóa pin thể rắn từ năm 2027 đến năm 2028 và tung ra thị trường các loại xe điện thuần túy được trang bị pin thể rắn.
Tuy nhiên, một số người chơi trong ngành có sự dè dặt về thời gian biểu này. Tại Diễn đàn ô tô Trung Quốc 2023 được tổ chức vào tháng 7 năm nay, Wu Kai, nhà khoa học trưởng của CATL, cho biết pin hoàn toàn thể rắn vẫn còn một số vấn đề cốt lõi của ngành cần được giải quyết khẩn cấp. "Nếu Toyota nói rằng họ có thể sản xuất pin toàn thể rắn ngày nay thì tôi nghi ngờ. Hiện tại không ai trong ngành có khả năng sản xuất hàng loạt pin toàn thể rắn. Về việc liệu có thể đạt được sản xuất hàng loạt vào năm 2027 hay không, với tư cách là một kỹ thuật viên, tôi cũng rất hoài nghi, khó có thể nói chính xác”.
Ngoài vật liệu điện phân, chi phí cao cũng là một vấn đề lớn.
Một người hoạt động trong ngành pin nói với Times Finance rằng hướng nghiên cứu chính hiện nay của pin toàn thể rắn nằm ở tính ổn định lâu dài của chất điện phân thể rắn. Tuy nhiên, từ góc độ chi phí, có thể khó áp dụng nó cho các mô hình phổ thông trên quy mô lớn sau khi sản xuất hàng loạt và chi phí tương đối cao. "Pin thể rắn có mật độ năng lượng rất cao. Xe du lịch thông thường sử dụng chúng với chi phí cao. Hiện tại, các phương tiện sử dụng năng lượng mới đã chuyển từ công nghệ sang giá thành. Giá rẻ là vua".
Tờ báo Nhật Nihon Keizai Shimbun đưa tin, chìa khóa để phổ biến pin thể rắn là phát triển các quy trình sản xuất hàng loạt mới. Ước tính từ Cơ quan Xúc tiến Khoa học và Công nghệ Nhật Bản cho thấy chi phí sản xuất pin thể rắn sunfua là 420 đến 2.450 USD mỗi kilowatt, cao gấp 4 đến 25 lần so với pin lithium hiện đang sử dụng.
Điều đáng chú ý là mặc dù vẫn cần một thời gian để sản xuất hàng loạt pin toàn thể rắn, nhưng pin bán rắn đã nhấn “nút tăng tốc” trong hai năm qua.
Báo cáo nghiên cứu của Soochow Securities chỉ ra rằng công nghệ pin thể rắn hiện tại vẫn chưa trưởng thành và vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, có những vấn đề như độ dẫn ion thấp, vòng đời kém, hiệu suất tốc độ kém làm hạn chế quá trình thương mại hóa. Là giải pháp chuyển tiếp giữa pin lỏng và pin toàn thể rắn, pin bán rắn vừa có tính an toàn, mật độ năng lượng vừa tiết kiệm nên là loại pin đầu tiên bước vào giai đoạn công nghiệp hóa và đi đầu trong lĩnh vực tiêu dùng cao cấp như máy bay không người lái.
Trong 2 năm trở lại đây, các hãng xe Trung Quốc như NIO, SAIC, Dongfeng, Thalys đều công bố sẽ lần lượt ra mắt các mẫu xe bán rắn với phạm vi di chuyển xấp xỉ 1.000 km. Trong số đó, vào tháng 5 năm nay, SAIC và Qingtao Energy đã ký thỏa thuận tăng vốn và mở rộng cổ phần cũng như thỏa thuận khung hợp tác chiến lược. Vào thời điểm đó, các quan chức cho biết SAIC và Qingtao Energy sẽ thành lập liên doanh trong năm nay để cùng phát triển thế hệ sản phẩm pin thể rắn mới với hiệu suất an toàn, mật độ năng lượng và giá thành tốt hơn so với pin lithium iron phosphate truyền thống. Trên cơ sở đó, từ nửa đầu năm 2025, Zhiji, Feifan, Roewe và MG sẽ tung ra một số mẫu xe sản xuất hàng loạt có liên quan và doanh số hàng năm sẽ vượt quá "quy mô 100.000 cấp". Về việc liệu có bất kỳ tiến trình cập nhật nào về pin bán rắn hay không, SAIC Motor nói với Times Finance vào ngày 24 tháng 11 rằng nó vẫn đang tiếp tục.
NIO đã phát hành pin bán rắn 150kWh vào năm 2021. Vào thời điểm đó, họ cho biết họ có phạm vi hành trình 1.000km và dự kiến bắt đầu giao hàng vào quý 4 năm 2022. Tuy nhiên, Qin Lihong cho biết tại sự kiện NIO Power Day 2023 vào giữa năm nay rằng quá trình phát triển và xác minh bộ pin 150 độ sẽ mất nhiều thời gian hơn dự kiến và dự kiến cuối tháng 7 sẽ phải chờ thêm một thời gian nữa. “Công tác chuẩn bị cho hoạt động của bộ pin 150 độ vẫn chưa dừng lại, dịch vụ cho thuê xe hàng ngày đang chào đón sự xuất hiện của nó. Chúng tôi mong rằng khi bộ pin 150 độ ra mắt trực tuyến, các chủ xe sẽ không gặp áp lực tài chính lớn hơn". Về tiến độ hiện tại của pin, Times Finance cũng đã phỏng vấn Weilai, những người liên quan trả lời rằng chưa có tin tức cập nhật.
"Pin bán rắn dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2024, quy mô dự kiến sẽ đạt 5GWh và sẽ dần trở nên tiết kiệm. Chi phí dự kiến sẽ giảm xuống 0,9 nhân dân tệ/Wh vào năm 2025. Tất cả -Pin thể rắn dự kiến sẽ bắt đầu được thương mại hóa vào năm 2030 và việc sản xuất hàng loạt dự kiến sẽ duy trì. Sẽ mất 5-10 năm", báo cáo nghiên cứu của Soochow Securities nói trên cho biết.
