Ếch Ộp
Intern Writer
Trong bối cảnh mùa đông, khi mà quãng đường di chuyển của xe điện bị giảm đi đáng kể và các vụ cháy xe điện thường xuyên xuất hiện trên mặt báo, nhiều người tiêu dùng như anh Châu ở Hàng Châu đang cảm thấy do dự khi nghĩ đến việc chuyển sang xe điện. Đây cũng là nỗi lo chung của nhiều người khi quyết định mua xe điện mới.
Cuối tháng 11 vừa qua, theo thông tin từ CCTV, Tập đoàn GAC đã hoàn thành dây chuyền sản xuất pin thể rắn lớn đầu tiên tại Trung Quốc và đang trong giai đoạn thử nghiệm sản xuất quy mô nhỏ. Công nghệ pin thể rắn, được mệnh danh là "Chén Thánh của pin", đang nhanh chóng từ phòng thí nghiệm tiến vào sản xuất công nghiệp, hứa hẹn sẽ giải quyết những vấn đề cốt lõi về quãng đường di chuyển và an toàn cho xe điện.
Pin thể rắn không chỉ được coi là "giải pháp năng lượng hoàn hảo" cho xe điện, mà còn được dự đoán sẽ là "mật mã năng lượng" cho các lĩnh vực kinh tế mới như kinh tế không gian thấp và cách mạng trí tuệ nhân tạo. Nếu được sản xuất đại trà, các ngành công nghiệp như drone và robot có thể bước vào một kỷ nguyên mới.
Tuy nhiên, giữa cơn sốt này, chúng ta cần có cái nhìn bình tĩnh hơn: hiện tại, việc sản xuất đại trà chủ yếu vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, chi phí sản xuất vẫn cao và nhiều thách thức công nghệ vẫn đang được giải quyết. Từ "bản vẽ" đến việc thực sự "lắp lên xe" hay "bay lên trời", pin thể rắn có phải là "hi vọng của cả làng" hay chỉ là một cuộc hành trình công nghệ đầy chông gai? Ngành công nghiệp và giới nghiên cứu đang tiến hành một cuộc đối thoại sâu sắc về thời gian, chi phí và quy luật khoa học.
Vậy tại sao pin thể rắn lại được kỳ vọng đến vậy? Hiện tại, dự án pin thể rắn của Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Thanh Đảo với tổng đầu tư 5,2 tỷ nhân dân tệ đang được xây dựng gấp rút. Dự kiến, vào năm tới, nhà máy này sẽ có công suất sản xuất pin thể rắn đạt 10GWh mỗi năm.
Theo ông Mã Kiến Nam, Tổng Giám đốc Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Thanh Đảo, sự phát triển nhanh chóng của pin thể rắn xuất phát từ việc giải quyết chính xác những điểm yếu của pin lithium truyền thống. Pin thể rắn, tùy thuộc vào loại điện giải, có thể chia thành pin bán rắn và pin hoàn toàn rắn. So với pin lithium truyền thống, pin thể rắn đã đạt được những bước tiến vượt bậc về mật độ năng lượng, độ an toàn và tuổi thọ chu kỳ.
Ông Mã đã chỉ ra những ưu điểm của pin thể rắn mà công ty ông phát triển: quãng đường di chuyển thực tế vượt qua 1000 km, phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -40°C đến 120°C, không bị cháy nổ trong các tình huống cực đoan như đâm thủng hay nén, và số lần sạc có thể lên tới hơn 3000 lần. "Nếu tính toán với quãng đường di chuyển hàng năm là 20.000 km, tuổi thọ sử dụng có thể vượt quá 10 năm, và chi phí toàn bộ vòng đời giảm 40%."
Giáo sư Phạm Tuấn Linh từ Trường Đại học Zhejiang đã sử dụng một phép ẩn dụ sinh động để giải thích nguyên lý đột phá của pin thể rắn: "Pin lithium truyền thống giống như một 'nhà máy hóa học di động', ion lithium di chuyển trong dung dịch điện giải lỏng để thực hiện quá trình sạc và xả. Nhưng dung dịch điện giải lại nhạy cảm với nhiệt độ và va chạm, điều này hạn chế hiệu suất. Khi điện giải rắn thay thế cho điện giải lỏng, quá trình truyền năng lượng chuyển từ 'đi thuyền qua sông' thành 'chạy trên đất liền'."
Với hàng loạt ưu điểm về hiệu suất, pin thể rắn đã được coi là "hình thái cuối cùng của pin động lực", và đã kích thích một làn sóng công nghiệp toàn cầu. Theo dữ liệu ngành, trong bốn năm qua, công suất pin thể rắn được lên kế hoạch tại Trung Quốc đã vượt quá 450GWh, trong khi sản xuất thực tế đã đạt hơn 25GWh. Dự báo đến năm 2030, quy mô thị trường pin thể rắn toàn cầu sẽ đạt 116,3 tỷ nhân dân tệ, trong đó quy mô thị trường Trung Quốc sẽ đạt 18,23 tỷ nhân dân tệ.
Trong làn sóng đổi mới công nghệ này, các công nghệ điện giải khác nhau đang phát huy thế mạnh riêng. Điện giải oxit giống như "người bảo vệ vững chắc", có tính ổn định hóa học xuất sắc; điện giải sulfide được coi là "người chạy điện", với độ dẫn ion lithium cực cao; điện giải polymer thì giống như "vũ công linh hoạt", nổi bật với tính nhẹ và dẻo dai. Ba con đường công nghệ này đang cùng nhau thúc đẩy pin thể rắn nhanh chóng vào dây chuyền sản xuất.
Năm nay, nhiều công ty hàng đầu như Yiwei Lithium Energy và Guoxuan High-Tech đã có những tiến triển tích cực trong việc xây dựng dây chuyền thử nghiệm, trong khi các ông lớn trong ngành như CATL và BYD cũng đã bắt đầu thử nghiệm lắp đặt pin bán rắn. Trong cuộc đua công nghiệp này, nhiều địa phương ở tỉnh Chiết Giang đang nắm bắt cơ hội.
Vào tháng 6 năm nay, dự án điện giải sulfide của Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu (Quzhou) đã chính thức đi vào sản xuất, đánh dấu việc sản xuất đại trà vật liệu cốt lõi cho pin thể rắn. Người đứng đầu dự án này, ông Vương Tán Xung, là một tiến sĩ kỹ thuật phân tử. Vào năm 2017, khi nhiều người còn đang do dự về pin thể rắn, ông đã tập trung vào nghiên cứu điện giải sulfide.
Ông Vương nhớ lại: "Thời điểm đó, nghiên cứu cơ bản đã có những tiến triển đáng kể, nhưng để thực sự vào dây chuyền sản xuất, con đường còn đầy bất ngờ." Là một doanh nhân xuất thân từ nghiên cứu, ông hiểu rõ những khó khăn từ phòng thí nghiệm đến công nghiệp hóa. Trong việc lựa chọn con đường công nghệ, ông kiên định tin tưởng vào triển vọng của điện giải sulfide, cho rằng đây là hướng đi có tiềm năng thương mại hóa nhất cho pin thể rắn.
Ông đã chọn Quzhou làm cơ sở công nghiệp vì nơi đây có nền tảng công nghiệp hóa chất hoàn thiện và môi trường kinh doanh tốt. "Từ khi khởi công đến khi đi vào sản xuất chỉ mất một năm, tôi thực sự cảm nhận được 'hiệu suất Chiết Giang' là như thế nào."
Hiện tại, Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu đã đạt được sản xuất ổn định với dây chuyền công suất hàng trăm tấn, có khả năng sản xuất 4 dòng sản phẩm điện giải khác nhau. "Đến năm 2028, công suất của chúng tôi sẽ đạt hàng nghìn tấn." Ông Vương đầy tự tin.
Tuy nhiên, với những đột phá công nghệ cốt lõi và sự nhiệt tình từ phía ngành công nghiệp, công nghệ pin thể rắn đang nhanh chóng từ phòng thí nghiệm tiến vào dây chuyền sản xuất. Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành chỉ ra rằng, hiện tại, việc sản xuất đại trà chủ yếu vẫn dừng lại ở giai đoạn thử nghiệm, còn rất xa mới đến được thương mại hóa thực sự.
Tại hội nghị pin động lực thế giới năm ngoái, Chủ tịch CATL, ông Tôn Ngọc Quân, đã sử dụng dãy số từ 1 đến 9 để so sánh mức độ trưởng thành của công nghệ: 1 đại diện cho khám phá ban đầu, trong khi 9 có nghĩa là sản xuất quy mô lớn. Ông cho rằng, hiện tại, trình độ công nghệ của pin thể rắn "chỉ đạt mức 4", vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm mẫu và xác thực.
"Những sản phẩm trưởng thành thực sự có thể chịu được thử thách của thị trường vẫn chưa xuất hiện, và việc sản xuất đại trà pin thể rắn hiện tại không đồng nghĩa với việc thương mại hóa thực sự." Giáo sư Phạm Tuấn Linh cho biết, từ hiệu suất trong phòng thí nghiệm đến việc chuyển đổi sang sản phẩm quy mô lớn, chi phí thấp và độ tin cậy cao, pin thể rắn vẫn phải đối mặt với thách thức kép từ nghiên cứu cơ bản và công nghiệp hóa.
Chi phí cao là rào cản chính. Mặc dù có nhiều con đường công nghệ cho pin thể rắn, nhưng do quy mô ngành còn nhỏ, chi phí nguyên liệu là một thách thức lớn. Đối với con đường điện giải sulfide mà Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu tập trung vào, ông Vương tiết lộ rằng, nguyên liệu chính lithium sulfide chiếm từ 60% đến 80% chi phí nguyên liệu trực tiếp, và xu hướng giá của nó sẽ quyết định tổng chi phí của điện giải. Trong khi đó, con đường "điện giải rắn hợp chất hữu cơ/vô cơ" mà Công ty Thanh Đảo lựa chọn cũng bị ảnh hưởng bởi giá của các vật liệu cốt lõi như bột gốm hiệu suất cao và chất kết dính chuyên dụng.
Chủ tịch Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, ông Vạn Cương, đã phát biểu tại hội nghị pin động lực thế giới 2025 rằng: hiện tại, pin thể rắn đang ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm, cần tiếp tục tăng cường nghiên cứu và giải quyết các vấn đề khoa học và công nghệ cốt lõi cũng như các thách thức trong công nghiệp hóa.
Hiện tại, yêu cầu sản xuất pin thể rắn rất cao. Đối với điện giải sulfide, nó có tính phản ứng cao với độ ẩm và oxy, do đó phải được sản xuất trong môi trường có độ ẩm và oxy cực thấp. Con đường điện giải polymer cũng đang phải đối mặt với thách thức tối ưu hóa quy trình công nghiệp hóa. Những yêu cầu cao về quy trình sản xuất, cơ sở vật chất và môi trường đã dẫn đến chi phí sản xuất pin thể rắn cao hơn đáng kể so với pin thông thường.
Hơn nữa, hệ thống xác thực và tiêu chuẩn cũng cần được hoàn thiện. Để pin thể rắn có thể sản xuất đại trà, cần phải trải qua các bước xác thực công nghệ nghiêm ngặt, chứng nhận quy định, đánh giá chi phí và kiểm tra độ tin cậy trong toàn bộ vòng đời. Đồng thời, sự hiểu biết của thị trường về công nghệ mới cũng cần được nâng cao và hệ thống tiêu chuẩn hỗ trợ cũng cần được xây dựng song song.
Mặc dù có nhiều thách thức, nhưng ngành công nghiệp không hề chậm lại. Nhiều công ty đang tìm kiếm các con đường khả thi để giảm chi phí và tăng hiệu quả thông qua việc cải tiến công nghệ và hợp tác trong chuỗi cung ứng.
Công ty Thanh Đảo đã hợp tác với các công ty cung cấp nguyên liệu để xây dựng chuỗi cung ứng, giúp giảm chi phí nguyên liệu xuống 30%. Nhờ phát huy hiệu ứng quy mô, chi phí sản xuất pin thể rắn đã giảm 50% so với giai đoạn thử nghiệm, đang dần tiến gần đến mức của pin lithium lỏng cao cấp. Dự kiến đến năm 2027, với việc đưa vào sản xuất giai đoạn hai với công suất 20GWh và những đột phá trong công nghệ vật liệu, "chi phí đơn vị có thể giảm xuống dưới 0,3 nhân dân tệ/Wh, đạt mức của pin lithium lỏng hiện tại." Ông Mã cho biết.
Tại mặt sản xuất, Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu đã áp dụng quy trình tổng hợp quy mô lớn sáng tạo, giúp sản phẩm có kích thước hạt nhỏ hơn và đồng nhất hơn, không chỉ thúc đẩy quy mô sản xuất liên tục mở rộng mà còn giảm thiểu chi phí tổng thể thông qua hiệu ứng quy mô. Thông qua việc tối ưu hóa quy trình và cải tiến sản phẩm, dây chuyền sản xuất của họ đang từ quy mô hàng trăm tấn tiến tới hàng nghìn tấn và cao hơn nữa.
Nhiều chuyên gia trong tỉnh cho biết, với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, sự hợp tác trong chuỗi cung ứng tăng cường và hiệu ứng quy mô được giải phóng, con đường thương mại hóa của pin thể rắn đang trở nên rõ ràng hơn.
Vậy, còn bao xa nữa để pin thể rắn có thể "lắp lên xe và bay lên trời"? "Khi pin thể rắn được sản xuất đại trà, mình sẽ yên tâm mua xe điện." Anh Châu, người đã lái xe xăng trong sáu bảy năm, quyết định sẽ chờ thêm một thời gian nữa. "Trước đây, bố mẹ mình lo lắng về an toàn, luôn phản đối mình mua xe điện. Khi công nghệ pin thể rắn trưởng thành hơn, mình sẽ nói lời tạm biệt với xe xăng truyền thống."
Triển vọng của pin thể rắn không chỉ dừng lại ở xe điện. Trong các lĩnh vực mới như kinh tế không gian thấp và trí tuệ nhân tạo, nó cũng được kỳ vọng rất nhiều.
Trong lĩnh vực kinh tế không gian thấp, hiện tại, do hạn chế của pin lỏng về mật độ năng lượng, hầu hết các drone chỉ có thể bay trong khoảng 30 phút, khó có thể thực hiện hoạt động thương mại. Trong khi đó, pin thể rắn có thể nâng cao thời gian bay lên hơn 1 giờ và tăng khả năng tải trọng lên 20%, từ đó thúc đẩy "taxi trên không" từ khái niệm trở thành hiện thực. Trước đó, công ty dẫn đầu trong lĩnh vực eVTOL (máy bay điện cất cánh thẳng đứng) tại Trung Quốc, Yihang Intelligent, đã đầu tư chiến lược vào một công ty sản xuất pin thể rắn. CATL cũng đã hợp tác với Peakfly Aviation để phát triển pin cấp hàng không.
Người sáng lập Tập đoàn JD, ông Lưu Tường Đông, đã phát biểu tại hội nghị Internet thế giới 2025 rằng, drone và robot vẫn đang gặp khó khăn với pin. Một khi pin thể rắn có mật độ cao được sản xuất đại trà, ngành công nghiệp robot sẽ phát triển nhanh chóng.
Vậy pin thể rắn còn bao xa nữa mới có thể "lắp lên xe, bay lên trời"? Ngành công nghiệp đã đưa ra một lộ trình đầy tham vọng: Toyota dự kiến sẽ ra mắt xe điện sử dụng pin thể rắn vào năm 2027, với quãng đường có thể đạt 1200 km và chỉ cần 10 phút để sạc; BMW dự kiến sẽ ra mắt xe thử nghiệm vào năm 2025, với mục tiêu sản xuất đại trà trước năm 2030; trong khi đó, Changan Automobile cũng có kế hoạch ra mắt mẫu xe chức năng vào năm 2025, hoàn thành xác thực lắp đặt vào năm 2026 và bắt đầu sản xuất đại trà vào năm 2027.
"Trước đây, ngành công nghiệp dự đoán rằng việc ứng dụng quy mô sẽ diễn ra vào năm 2030, nhưng với sự tăng tốc của công nghệ, thời điểm này có thể được đẩy lên sớm hơn vào năm 2027-2028." Ông Vương cho biết, giai đoạn đầu ứng dụng pin thể rắn sẽ tập trung vào các lĩnh vực có giá trị gia tăng cao, sau đó dần dần thâm nhập vào thị trường đại chúng để tránh cạnh tranh chi phí trực tiếp với pin lỏng, đồng thời dành thời gian cho việc hoàn thiện công nghệ. Tuy nhiên, pin thể rắn sẽ không ngay lập tức thay thế pin lithium truyền thống.
Công ty Thanh Đảo đã lập kế hoạch "ba bước": vào năm 2026, sẽ lắp đặt một số lượng nhỏ cho các mẫu xe cao cấp; từ năm 2027-2028, sẽ bước vào giai đoạn sản xuất quy mô, với số lượng lắp đặt hàng năm có thể vượt qua 500.000 chiếc; sau năm 2029, sẽ đạt được sự phổ biến toàn diện, khi đó pin thể rắn sẽ trở thành trang bị chính cho xe điện.
Tuy nhiên, so với sự lạc quan của ngành công nghiệp, giới nghiên cứu lại có những quan điểm thận trọng hơn. Giáo sư Ai Tân Bình từ Đại học Vũ Hán cho biết: "Dựa trên kinh nghiệm cá nhân của tôi trong nghiên cứu pin thể rắn, tôi không lạc quan như vậy và giữ thái độ thận trọng đối với thời điểm sản xuất đại trà từ 2027-2030."
Giáo sư Phạm Tuấn Linh cũng chỉ ra rằng, hiện tại rất khó để trả lời câu hỏi này bằng một khoảng thời gian cụ thể. Ông cho rằng, pin bán rắn có thể sẽ được ứng dụng thử nghiệm trước trong một số lĩnh vực cụ thể, trong khi việc lắp đặt quy mô pin thể rắn vẫn cần tiếp tục nghiên cứu. Trong các lĩnh vực như kinh tế không gian thấp và robot, nơi yêu cầu về mật độ năng lượng và độ an toàn cao hơn, thời gian ứng dụng toàn diện có thể còn lâu hơn. "Năm của pin thể rắn thực sự đến, không chỉ cần sự tự tin mà còn cần sự kiên nhẫn", giới nghiên cứu và ngành công nghiệp cần cùng nhau thúc đẩy "lợi thế khái niệm" thực sự trở thành "thực tế kỹ thuật".
Để pin thể rắn từ "hi vọng của cả làng" thực sự trở thành "thói quen hàng ngày của mọi người", con đường có thể dài hơn dự kiến, nhưng mỗi bước tiến vững chắc đều đang thúc đẩy chúng ta tiến gần hơn đến cuộc cách mạng năng lượng tiếp theo.
Cuối tháng 11 vừa qua, theo thông tin từ CCTV, Tập đoàn GAC đã hoàn thành dây chuyền sản xuất pin thể rắn lớn đầu tiên tại Trung Quốc và đang trong giai đoạn thử nghiệm sản xuất quy mô nhỏ. Công nghệ pin thể rắn, được mệnh danh là "Chén Thánh của pin", đang nhanh chóng từ phòng thí nghiệm tiến vào sản xuất công nghiệp, hứa hẹn sẽ giải quyết những vấn đề cốt lõi về quãng đường di chuyển và an toàn cho xe điện.
Pin thể rắn không chỉ được coi là "giải pháp năng lượng hoàn hảo" cho xe điện, mà còn được dự đoán sẽ là "mật mã năng lượng" cho các lĩnh vực kinh tế mới như kinh tế không gian thấp và cách mạng trí tuệ nhân tạo. Nếu được sản xuất đại trà, các ngành công nghiệp như drone và robot có thể bước vào một kỷ nguyên mới.
Tuy nhiên, giữa cơn sốt này, chúng ta cần có cái nhìn bình tĩnh hơn: hiện tại, việc sản xuất đại trà chủ yếu vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, chi phí sản xuất vẫn cao và nhiều thách thức công nghệ vẫn đang được giải quyết. Từ "bản vẽ" đến việc thực sự "lắp lên xe" hay "bay lên trời", pin thể rắn có phải là "hi vọng của cả làng" hay chỉ là một cuộc hành trình công nghệ đầy chông gai? Ngành công nghiệp và giới nghiên cứu đang tiến hành một cuộc đối thoại sâu sắc về thời gian, chi phí và quy luật khoa học.
Vậy tại sao pin thể rắn lại được kỳ vọng đến vậy? Hiện tại, dự án pin thể rắn của Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Thanh Đảo với tổng đầu tư 5,2 tỷ nhân dân tệ đang được xây dựng gấp rút. Dự kiến, vào năm tới, nhà máy này sẽ có công suất sản xuất pin thể rắn đạt 10GWh mỗi năm.
Theo ông Mã Kiến Nam, Tổng Giám đốc Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Thanh Đảo, sự phát triển nhanh chóng của pin thể rắn xuất phát từ việc giải quyết chính xác những điểm yếu của pin lithium truyền thống. Pin thể rắn, tùy thuộc vào loại điện giải, có thể chia thành pin bán rắn và pin hoàn toàn rắn. So với pin lithium truyền thống, pin thể rắn đã đạt được những bước tiến vượt bậc về mật độ năng lượng, độ an toàn và tuổi thọ chu kỳ.
Ông Mã đã chỉ ra những ưu điểm của pin thể rắn mà công ty ông phát triển: quãng đường di chuyển thực tế vượt qua 1000 km, phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -40°C đến 120°C, không bị cháy nổ trong các tình huống cực đoan như đâm thủng hay nén, và số lần sạc có thể lên tới hơn 3000 lần. "Nếu tính toán với quãng đường di chuyển hàng năm là 20.000 km, tuổi thọ sử dụng có thể vượt quá 10 năm, và chi phí toàn bộ vòng đời giảm 40%."
Giáo sư Phạm Tuấn Linh từ Trường Đại học Zhejiang đã sử dụng một phép ẩn dụ sinh động để giải thích nguyên lý đột phá của pin thể rắn: "Pin lithium truyền thống giống như một 'nhà máy hóa học di động', ion lithium di chuyển trong dung dịch điện giải lỏng để thực hiện quá trình sạc và xả. Nhưng dung dịch điện giải lại nhạy cảm với nhiệt độ và va chạm, điều này hạn chế hiệu suất. Khi điện giải rắn thay thế cho điện giải lỏng, quá trình truyền năng lượng chuyển từ 'đi thuyền qua sông' thành 'chạy trên đất liền'."
Với hàng loạt ưu điểm về hiệu suất, pin thể rắn đã được coi là "hình thái cuối cùng của pin động lực", và đã kích thích một làn sóng công nghiệp toàn cầu. Theo dữ liệu ngành, trong bốn năm qua, công suất pin thể rắn được lên kế hoạch tại Trung Quốc đã vượt quá 450GWh, trong khi sản xuất thực tế đã đạt hơn 25GWh. Dự báo đến năm 2030, quy mô thị trường pin thể rắn toàn cầu sẽ đạt 116,3 tỷ nhân dân tệ, trong đó quy mô thị trường Trung Quốc sẽ đạt 18,23 tỷ nhân dân tệ.
Trong làn sóng đổi mới công nghệ này, các công nghệ điện giải khác nhau đang phát huy thế mạnh riêng. Điện giải oxit giống như "người bảo vệ vững chắc", có tính ổn định hóa học xuất sắc; điện giải sulfide được coi là "người chạy điện", với độ dẫn ion lithium cực cao; điện giải polymer thì giống như "vũ công linh hoạt", nổi bật với tính nhẹ và dẻo dai. Ba con đường công nghệ này đang cùng nhau thúc đẩy pin thể rắn nhanh chóng vào dây chuyền sản xuất.
Năm nay, nhiều công ty hàng đầu như Yiwei Lithium Energy và Guoxuan High-Tech đã có những tiến triển tích cực trong việc xây dựng dây chuyền thử nghiệm, trong khi các ông lớn trong ngành như CATL và BYD cũng đã bắt đầu thử nghiệm lắp đặt pin bán rắn. Trong cuộc đua công nghiệp này, nhiều địa phương ở tỉnh Chiết Giang đang nắm bắt cơ hội.
Vào tháng 6 năm nay, dự án điện giải sulfide của Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu (Quzhou) đã chính thức đi vào sản xuất, đánh dấu việc sản xuất đại trà vật liệu cốt lõi cho pin thể rắn. Người đứng đầu dự án này, ông Vương Tán Xung, là một tiến sĩ kỹ thuật phân tử. Vào năm 2017, khi nhiều người còn đang do dự về pin thể rắn, ông đã tập trung vào nghiên cứu điện giải sulfide.
Ông Vương nhớ lại: "Thời điểm đó, nghiên cứu cơ bản đã có những tiến triển đáng kể, nhưng để thực sự vào dây chuyền sản xuất, con đường còn đầy bất ngờ." Là một doanh nhân xuất thân từ nghiên cứu, ông hiểu rõ những khó khăn từ phòng thí nghiệm đến công nghiệp hóa. Trong việc lựa chọn con đường công nghệ, ông kiên định tin tưởng vào triển vọng của điện giải sulfide, cho rằng đây là hướng đi có tiềm năng thương mại hóa nhất cho pin thể rắn.
Ông đã chọn Quzhou làm cơ sở công nghiệp vì nơi đây có nền tảng công nghiệp hóa chất hoàn thiện và môi trường kinh doanh tốt. "Từ khi khởi công đến khi đi vào sản xuất chỉ mất một năm, tôi thực sự cảm nhận được 'hiệu suất Chiết Giang' là như thế nào."
Hiện tại, Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu đã đạt được sản xuất ổn định với dây chuyền công suất hàng trăm tấn, có khả năng sản xuất 4 dòng sản phẩm điện giải khác nhau. "Đến năm 2028, công suất của chúng tôi sẽ đạt hàng nghìn tấn." Ông Vương đầy tự tin.
Tuy nhiên, với những đột phá công nghệ cốt lõi và sự nhiệt tình từ phía ngành công nghiệp, công nghệ pin thể rắn đang nhanh chóng từ phòng thí nghiệm tiến vào dây chuyền sản xuất. Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành chỉ ra rằng, hiện tại, việc sản xuất đại trà chủ yếu vẫn dừng lại ở giai đoạn thử nghiệm, còn rất xa mới đến được thương mại hóa thực sự.
Tại hội nghị pin động lực thế giới năm ngoái, Chủ tịch CATL, ông Tôn Ngọc Quân, đã sử dụng dãy số từ 1 đến 9 để so sánh mức độ trưởng thành của công nghệ: 1 đại diện cho khám phá ban đầu, trong khi 9 có nghĩa là sản xuất quy mô lớn. Ông cho rằng, hiện tại, trình độ công nghệ của pin thể rắn "chỉ đạt mức 4", vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm mẫu và xác thực.
"Những sản phẩm trưởng thành thực sự có thể chịu được thử thách của thị trường vẫn chưa xuất hiện, và việc sản xuất đại trà pin thể rắn hiện tại không đồng nghĩa với việc thương mại hóa thực sự." Giáo sư Phạm Tuấn Linh cho biết, từ hiệu suất trong phòng thí nghiệm đến việc chuyển đổi sang sản phẩm quy mô lớn, chi phí thấp và độ tin cậy cao, pin thể rắn vẫn phải đối mặt với thách thức kép từ nghiên cứu cơ bản và công nghiệp hóa.
Chi phí cao là rào cản chính. Mặc dù có nhiều con đường công nghệ cho pin thể rắn, nhưng do quy mô ngành còn nhỏ, chi phí nguyên liệu là một thách thức lớn. Đối với con đường điện giải sulfide mà Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu tập trung vào, ông Vương tiết lộ rằng, nguyên liệu chính lithium sulfide chiếm từ 60% đến 80% chi phí nguyên liệu trực tiếp, và xu hướng giá của nó sẽ quyết định tổng chi phí của điện giải. Trong khi đó, con đường "điện giải rắn hợp chất hữu cơ/vô cơ" mà Công ty Thanh Đảo lựa chọn cũng bị ảnh hưởng bởi giá của các vật liệu cốt lõi như bột gốm hiệu suất cao và chất kết dính chuyên dụng.
Chủ tịch Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, ông Vạn Cương, đã phát biểu tại hội nghị pin động lực thế giới 2025 rằng: hiện tại, pin thể rắn đang ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm, cần tiếp tục tăng cường nghiên cứu và giải quyết các vấn đề khoa học và công nghệ cốt lõi cũng như các thách thức trong công nghiệp hóa.
Hiện tại, yêu cầu sản xuất pin thể rắn rất cao. Đối với điện giải sulfide, nó có tính phản ứng cao với độ ẩm và oxy, do đó phải được sản xuất trong môi trường có độ ẩm và oxy cực thấp. Con đường điện giải polymer cũng đang phải đối mặt với thách thức tối ưu hóa quy trình công nghiệp hóa. Những yêu cầu cao về quy trình sản xuất, cơ sở vật chất và môi trường đã dẫn đến chi phí sản xuất pin thể rắn cao hơn đáng kể so với pin thông thường.
Hơn nữa, hệ thống xác thực và tiêu chuẩn cũng cần được hoàn thiện. Để pin thể rắn có thể sản xuất đại trà, cần phải trải qua các bước xác thực công nghệ nghiêm ngặt, chứng nhận quy định, đánh giá chi phí và kiểm tra độ tin cậy trong toàn bộ vòng đời. Đồng thời, sự hiểu biết của thị trường về công nghệ mới cũng cần được nâng cao và hệ thống tiêu chuẩn hỗ trợ cũng cần được xây dựng song song.
Mặc dù có nhiều thách thức, nhưng ngành công nghiệp không hề chậm lại. Nhiều công ty đang tìm kiếm các con đường khả thi để giảm chi phí và tăng hiệu quả thông qua việc cải tiến công nghệ và hợp tác trong chuỗi cung ứng.
Công ty Thanh Đảo đã hợp tác với các công ty cung cấp nguyên liệu để xây dựng chuỗi cung ứng, giúp giảm chi phí nguyên liệu xuống 30%. Nhờ phát huy hiệu ứng quy mô, chi phí sản xuất pin thể rắn đã giảm 50% so với giai đoạn thử nghiệm, đang dần tiến gần đến mức của pin lithium lỏng cao cấp. Dự kiến đến năm 2027, với việc đưa vào sản xuất giai đoạn hai với công suất 20GWh và những đột phá trong công nghệ vật liệu, "chi phí đơn vị có thể giảm xuống dưới 0,3 nhân dân tệ/Wh, đạt mức của pin lithium lỏng hiện tại." Ông Mã cho biết.
Tại mặt sản xuất, Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu đã áp dụng quy trình tổng hợp quy mô lớn sáng tạo, giúp sản phẩm có kích thước hạt nhỏ hơn và đồng nhất hơn, không chỉ thúc đẩy quy mô sản xuất liên tục mở rộng mà còn giảm thiểu chi phí tổng thể thông qua hiệu ứng quy mô. Thông qua việc tối ưu hóa quy trình và cải tiến sản phẩm, dây chuyền sản xuất của họ đang từ quy mô hàng trăm tấn tiến tới hàng nghìn tấn và cao hơn nữa.
Nhiều chuyên gia trong tỉnh cho biết, với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, sự hợp tác trong chuỗi cung ứng tăng cường và hiệu ứng quy mô được giải phóng, con đường thương mại hóa của pin thể rắn đang trở nên rõ ràng hơn.
Vậy, còn bao xa nữa để pin thể rắn có thể "lắp lên xe và bay lên trời"? "Khi pin thể rắn được sản xuất đại trà, mình sẽ yên tâm mua xe điện." Anh Châu, người đã lái xe xăng trong sáu bảy năm, quyết định sẽ chờ thêm một thời gian nữa. "Trước đây, bố mẹ mình lo lắng về an toàn, luôn phản đối mình mua xe điện. Khi công nghệ pin thể rắn trưởng thành hơn, mình sẽ nói lời tạm biệt với xe xăng truyền thống."
Triển vọng của pin thể rắn không chỉ dừng lại ở xe điện. Trong các lĩnh vực mới như kinh tế không gian thấp và trí tuệ nhân tạo, nó cũng được kỳ vọng rất nhiều.
Trong lĩnh vực kinh tế không gian thấp, hiện tại, do hạn chế của pin lỏng về mật độ năng lượng, hầu hết các drone chỉ có thể bay trong khoảng 30 phút, khó có thể thực hiện hoạt động thương mại. Trong khi đó, pin thể rắn có thể nâng cao thời gian bay lên hơn 1 giờ và tăng khả năng tải trọng lên 20%, từ đó thúc đẩy "taxi trên không" từ khái niệm trở thành hiện thực. Trước đó, công ty dẫn đầu trong lĩnh vực eVTOL (máy bay điện cất cánh thẳng đứng) tại Trung Quốc, Yihang Intelligent, đã đầu tư chiến lược vào một công ty sản xuất pin thể rắn. CATL cũng đã hợp tác với Peakfly Aviation để phát triển pin cấp hàng không.
Người sáng lập Tập đoàn JD, ông Lưu Tường Đông, đã phát biểu tại hội nghị Internet thế giới 2025 rằng, drone và robot vẫn đang gặp khó khăn với pin. Một khi pin thể rắn có mật độ cao được sản xuất đại trà, ngành công nghiệp robot sẽ phát triển nhanh chóng.
Vậy pin thể rắn còn bao xa nữa mới có thể "lắp lên xe, bay lên trời"? Ngành công nghiệp đã đưa ra một lộ trình đầy tham vọng: Toyota dự kiến sẽ ra mắt xe điện sử dụng pin thể rắn vào năm 2027, với quãng đường có thể đạt 1200 km và chỉ cần 10 phút để sạc; BMW dự kiến sẽ ra mắt xe thử nghiệm vào năm 2025, với mục tiêu sản xuất đại trà trước năm 2030; trong khi đó, Changan Automobile cũng có kế hoạch ra mắt mẫu xe chức năng vào năm 2025, hoàn thành xác thực lắp đặt vào năm 2026 và bắt đầu sản xuất đại trà vào năm 2027.
"Trước đây, ngành công nghiệp dự đoán rằng việc ứng dụng quy mô sẽ diễn ra vào năm 2030, nhưng với sự tăng tốc của công nghệ, thời điểm này có thể được đẩy lên sớm hơn vào năm 2027-2028." Ông Vương cho biết, giai đoạn đầu ứng dụng pin thể rắn sẽ tập trung vào các lĩnh vực có giá trị gia tăng cao, sau đó dần dần thâm nhập vào thị trường đại chúng để tránh cạnh tranh chi phí trực tiếp với pin lỏng, đồng thời dành thời gian cho việc hoàn thiện công nghệ. Tuy nhiên, pin thể rắn sẽ không ngay lập tức thay thế pin lithium truyền thống.
Công ty Thanh Đảo đã lập kế hoạch "ba bước": vào năm 2026, sẽ lắp đặt một số lượng nhỏ cho các mẫu xe cao cấp; từ năm 2027-2028, sẽ bước vào giai đoạn sản xuất quy mô, với số lượng lắp đặt hàng năm có thể vượt qua 500.000 chiếc; sau năm 2029, sẽ đạt được sự phổ biến toàn diện, khi đó pin thể rắn sẽ trở thành trang bị chính cho xe điện.
Tuy nhiên, so với sự lạc quan của ngành công nghiệp, giới nghiên cứu lại có những quan điểm thận trọng hơn. Giáo sư Ai Tân Bình từ Đại học Vũ Hán cho biết: "Dựa trên kinh nghiệm cá nhân của tôi trong nghiên cứu pin thể rắn, tôi không lạc quan như vậy và giữ thái độ thận trọng đối với thời điểm sản xuất đại trà từ 2027-2030."
Giáo sư Phạm Tuấn Linh cũng chỉ ra rằng, hiện tại rất khó để trả lời câu hỏi này bằng một khoảng thời gian cụ thể. Ông cho rằng, pin bán rắn có thể sẽ được ứng dụng thử nghiệm trước trong một số lĩnh vực cụ thể, trong khi việc lắp đặt quy mô pin thể rắn vẫn cần tiếp tục nghiên cứu. Trong các lĩnh vực như kinh tế không gian thấp và robot, nơi yêu cầu về mật độ năng lượng và độ an toàn cao hơn, thời gian ứng dụng toàn diện có thể còn lâu hơn. "Năm của pin thể rắn thực sự đến, không chỉ cần sự tự tin mà còn cần sự kiên nhẫn", giới nghiên cứu và ngành công nghiệp cần cùng nhau thúc đẩy "lợi thế khái niệm" thực sự trở thành "thực tế kỹ thuật".
Để pin thể rắn từ "hi vọng của cả làng" thực sự trở thành "thói quen hàng ngày của mọi người", con đường có thể dài hơn dự kiến, nhưng mỗi bước tiến vững chắc đều đang thúc đẩy chúng ta tiến gần hơn đến cuộc cách mạng năng lượng tiếp theo.
