Pin thể rắn là gì? Liệu có thể mở ra kỷ nguyên xe điện thành công?

Khi việc thương mại hóa ô tô điện chính thức bắt đầu, các hãng sản xuất ô tô đã thông báo về việc ngừng sản xuất ô tô động cơ đốt trong. Volkswagen đặt mục tiêu tăng tỷ lệ ô tô điện lên 80% ở châu Âu và 55% ở Bắc Mỹ vào năm 2030, và Mercedes-Benz đã công bố sẽ ngừng sản xuất ô tô động cơ đốt trong kể từ năm 2023. Giao thông công cộng cũng đang chuyển sang sử dụng xe buýt hydro hoặc xe buýt điện. Trong bối cảnh các công ty đang tích cực sản xuất ô tô điện, pin thể rắn đang được chú ý như một giải pháp cho vấn đề pin ô tô điện.

Ô tô điện hiện tại sử dụng pin lithium-ion. Pin lithium-ion có chất điện phân dạng lỏng giúp dòng điện di chuyển giữa cực dương và cực âm, do đó có nguy cơ rò rỉ và dễ cháy do chất lỏng dễ cháy, có thể gây nổ khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Trong trường hợp ô tô điện bị cháy, việc dập tắt đám cháy rất khó khăn và nếu không dập tắt hoàn toàn có thể dẫn đến nguy cơ nổ thứ cấp, dễ gây ra tai nạn nghiêm trọng.

Pin thể rắn đang nổi lên như một giải pháp thay thế khắc phục những nhược điểm của pin lithium-ion. Do chất điện phân ở dạng rắn nên không có nguy cơ rò rỉ do va đập và không chứa chất dễ cháy, do đó khả năng bắt lửa thấp hơn, tương đối an toàn hơn. Tuy nhiên, pin thể rắn vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Gần đây, Solid Power, một công ty pin thể rắn của Mỹ, và SK của Hàn Quốc đã công bố sẽ hợp tác để đẩy nhanh quá trình phát triển pin thể rắn.

Khi sử dụng pin thể rắn, thời gian sạc được rút ngắn và phạm vi hoạt động cũng được cải thiện. Pin thể rắn dường như có thể giải quyết hầu hết các khiếu nại của người dùng ô tô điện hiện tại. Các công ty đã bắt đầu tham gia vào việc phát triển pin thể rắn. Để nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia, chính phủ cũng đang không ngừng hỗ trợ ngành công nghiệp pin thể rắn. Các công ty chủ chốt đặt mục tiêu thương mại hóa pin thể rắn trong khoảng thời gian từ năm 2025 đến năm 2028.

Tại thời điểm kỷ nguyên ô tô động cơ đốt trong kết thúc và kỷ nguyên ô tô điện bắt đầu, giá cả vẫn là rào cản lớn nhất đối với việc thương mại hóa ô tô điện. Ngay cả hiện nay, vẫn có rất nhiều người tiêu dùng từ bỏ việc mua ô tô điện do giá cả. Nếu pin thể rắn được phát triển, vấn đề giá thành ban đầu có thể một lần nữa trở thành trở ngại. Tuy nhiên, giống như pin lithium-ion, giá cả dự kiến sẽ dần ổn định theo thời gian, nhưng có thể phải mất một thời gian khá lâu để giảm xuống mức độ có thể chấp nhận được.

Gần đây, Chicago, Mỹ đã trải qua đợt rét đậm như vùng cực. Nhiệt độ thực tế xuống tới -30 độ C, và vấn đề không phải là con người mà là ô tô điện. Ô tô điện bị đóng băng và hết điện, khiến các trạm sạc trở nên quá tải. Việc sạc cũng không được thực hiện tốt, dẫn đến những lời phàn nàn về ô tô điện một lần nữa. Ô tô điện hoạt động nhờ phản ứng hóa học giữa cực dương và cực âm để tạo ra dòng điện, nhưng khi nhiệt độ giảm mạnh, phản ứng hóa học này diễn ra chậm hơn, dẫn đến sự cố pin. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang khiến các đợt nắng nóng và rét đậm cực đoan xảy ra thường xuyên hơn trước, việc áp dụng pin thể rắn có thể giải quyết được vấn đề này hay không cũng đang được quan tâm.