Tại sao xe điện chưa sử dụng pin thể rắn?

[Phạm Thanh Bình]

Pin thể rắn hoạt động tương tự như các loại pin khác, với chức năng lấy năng lượng, lưu trữ và giải phóng năng lượng cho các thiết bị điện tử từ máy nghe nhạc Walkmen, đồng hồ cho đến động cơ xe cộ. Điểm khác biệt chính nằm ở chất liệu bên trong.

Pin lithium-ion, được sử dụng trong xe điện ngày nay, chứa dung dịch điện phân lỏng giữa cực âm và cực dương. Ngược lại, pin thể rắn sử dụng chất điện phân rắn. Điều này giúp pin thể rắn có thể chứa dung lượng gấp từ 2 đến 10 lần so với pin lithium-ion, theo AutoWeek.

Pin thể rắn đã tồn tại trong các thiết bị nhỏ như đồng hồ thông minh, máy điều hòa nhịp tim và thẻ RFID. Tuy nhiên, Vox cho biết việc sử dụng chúng trong xe điện gặp rào cản lớn do chi phí cao và khó sản xuất ở quy mô lớn. Xe điện vốn đã đắt hơn xe chạy xăng, nên việc người tiêu dùng phải trả thêm chi phí cho công nghệ mới này không được ưa chuộng.

Công nghệ pin thể rắn hiện nay​

Một số khía cạnh của công nghệ pin thể rắn vẫn chưa được giải quyết, chẳng hạn như tuổi thọ pin. Honda cho biết họ có giải pháp bằng cách bọc chất điện phân rắn trong một loại vải polymer mới để ngăn ngừa sự phân hủy theo thời gian, theo Ars Technica. Đây là một trong nhiều nỗ lực R&D từ các nhà sản xuất pin và OEM để cải tiến công nghệ này.

Pin thể rắn cũng cần trải qua nhiều thử nghiệm về độ bền và tuổi thọ khi lái xe hàng ngày. Chúng ta đang nói về việc chuyển từ sử dụng trên các thiết bị nhỏ sang việc di chuyển một chiếc ô tô hoặc xe tải với số lượng lớn. Trường hợp tốt nhất là chúng ta sẽ thấy những chiếc xe điện hạng sang sử dụng pin thể rắn vào những năm 2030.

Lợi ích của pin thể rắn​

Với pin thể rắn, xe điện có thể đi được quãng đường tương đương với xe chạy xăng trước khi phải sạc lại. Ví dụ, một bình xăng 15 gallon có thể đi được 450 dặm. Hiện nay, hầu hết các xe điện có phạm vi hoạt động từ 200 đến 300 dặm, nhưng với pin thể rắn, phạm vi này có thể tăng lên 450 dặm hoặc hơn. Pin thể rắn cũng sạc nhanh hơn và ít bị xuống cấp hơn so với pin lithium-ion.

Tăng cường độ an toàn​

Pin lithium-ion có nguy cơ cháy nổ cao do chất điện phân lỏng dễ cháy. Pin thể rắn không chứa chất lỏng này, nên nguy cơ cháy nổ thấp hơn. Hỏa hoạn từ pin lithium-ion rất hiếm, nhưng khi xảy ra, chúng rất mạnh và khó dập tắt. Sử dụng pin thể rắn sẽ làm tăng độ an toàn cho xe điện, giúp giảm nguy cơ cháy nổ.

Tái chế pin thể rắn​

Cả pin lithium-ion và pin thể rắn đều có thể được tái chế tại các cơ sở chuyên dụng. Redwood Materials, một dự án tái chế pin quy mô lớn ở Nevada do cựu đồng sáng lập Tesla JB Straubel khởi xướng, là một ví dụ. Will McKenna, giám đốc tiếp thị của Solid Power được BMW và VW hậu thuẫn, chia sẻ rằng: "Pin thể rắn có thể tận dụng cơ sở hạ tầng tái chế pin lithium-ion đang phát triển".