Theo CNN, Ô tô điện được cho là tương lai nhưng chúng vẫn có những vấn đề khiến nhiều người mua ô tô cân nhắc, chẳng hạn như: phạm vi ngắn, pin nặng và đắt tiền, mất quá nhiều thời gian để sạc. Nhưng một số công ty cho biết họ có công nghệ để giải quyết phần lớn những vấn đề này.
Gần đây, Toyota cho biết họ có thể đang trên đà đạt được bước đột phá như vậy. Các nhà sản xuất ô tô cũng đang hợp tác với nhiều công ty pin khác nhau để phát triển các phiên bản của công nghệ mới này.
Bước đột phá sắp xảy ra được gọi là “pin thể rắn” và vấn đề duy nhất là giống như các công nghệ đột phá khác gần đây, nó luôn chỉ cách thời điểm thành công vài năm nữa.
Các công ty ô tô bao gồm Stellantis, Hyundai và Volkswagen cũng đã hợp tác với những công ty nghiên cứu về pin thể rắn. Công nghệ này hứa hẹn sẽ tạo ra loại pin nhỏ hơn và nhẹ hơn đồng thời cung cấp nhiều năng lượng hơn. Chúng cũng an toàn hơn và ít có khả năng bắt lửa hơn khi có va chạm.
Tuy nhiên, công nghệ này cũng có những thách thức riêng và đó không phải là cách duy nhất để các nhà sản xuất ô tô có thể tạo ra những chiếc xe điện nhẹ hơn, rẻ hơn và sạc nhanh hơn.
Sự khác biệt chính giữa pin thể rắn và pin lithium-ion hiện đang được sử dụng trong ô tô điện là một thành phần được gọi là chất điện phân. Trong pin lithium-ion, chất điện phân là chất lỏng. Trong pin thể rắn, chất điện phân là chất rắn.
Chất điện phân rắn đó là một lý do khiến pin thể rắn có thể an toàn hơn pin lithium-ion. Nếu pin sử dụng chất điện phân lỏng bị hỏng hoặc bị thủng, hai mặt của chất này có thể rỉ ra, dẫn đến dòng năng lượng không được kiểm soát, có thể gây cháy.
Chất điện phân rắn cũng có lợi thế là chiếm ít không gian hơn. Tuy nhiên, một số công ty cũng đang nghiên cứu các chiến lược khác để có thể làm cho pin nhỏ hơn, nhẹ hơn và sạc nhanh hơn.
Thách thức chính đối với tất cả các công ty này và các nhà sản xuất ô tô đã đầu tư vào chúng là làm thế nào để sản xuất những loại pin công nghệ cao này một cách kinh tế với số lượng cần thiết để chế tạo những chiếc ô tô điện giá cả phải chăng.
Hiện tại, đây là một lĩnh vực rộng mở với một số công ty khởi nghiệp đang tích cực nghiên cứu và thử nghiệm. William Kephart, nhà nghiên cứu pin tại công ty tư vấn P3 Group, cho biết vẫn chưa có công nghệ nào thể hiện sự vượt trội rõ ràng.
Thời gian sạc nhanh, nhu cầu chính của người tiêu dùng, là một thách thức đối với pin thể rắn. Nói chung, các ion lithium trong pin hiện đang sử dụng cần nhiều thời gian hơn để di chuyển qua vật liệu cứng (so với chất lỏng), Kephart cho biết.
Điều đó có xu hướng khiến việc nhận năng lượng mất nhiều thời gian hơn, làm chậm thời gian sạc và khiến việc giải phóng năng lượng chậm hơn, điều này kéo theo việc giảm khả năng tăng tốc của xe.
Công ty pin thể rắn Quantumscape tuyên bố rằng pin thể rắn của họ - sử dụng một loại chất lỏng đặc biệt đã được thử nghiệm và có thể sạc nhanh hơn cả pin lithium-ion thông thường.
Kephart cho biết, pin thể rắn sẽ đắt hơn vì chúng chứa nhiều lithium, vốn là thứ có giá không rẻ.
Một công ty có tên Factorial, nhận được sự đầu tư của Stellantis và Mercedes, tuyên bố công nghệ pin thể rắn của họ sử dụng ít lithium hơn pin truyền thống, điều này có khả năng giảm chi phí, đặc biệt là khi đưa vào sản xuất hàng loạt.
Tuy nhiên, cùng lúc đó, một số công ty pin khác đang nỗ lực cải tiến pin điện phân dạng lỏng truyền thống, có thể làm cho công nghệ hiện tại trở nên tốt hơn.
Chỉ cần thay đổi một phần pin bằng cách bổ sung silicone có thể mang lại những cải thiện lớn về hiệu suất với chi phí tương đối thấp. Đó là những gì được đề xuất bởi một công ty có tên OneD Battery Sciences mà General Motors (GM) đã đầu tư.
Theo công ty, công nghệ của OneD cho phép các quy trình sản xuất gần như giữ nguyên trong khi hứa hẹn những cải tiến lớn về hiệu suất. Điều đó có nghĩa là các nhà sản xuất pin và ô tô sẽ ít gặp rắc rối và ít tốn kém hơn.
Một số đơn vị khác đang nghiên cứu pin bán rắn, là kết hợp của cả hai loại pin, mang lại một số lợi ích của trạng thái rắn mà không loại bỏ hoàn toàn thiết kế dựa trên chất lỏng ban đầu.
“Cuối cùng, có lẽ sẽ không bao giờ có một công nghệ pin chung được sử dụng trong tất cả xe điện”, người phát ngôn của GM Phil Lienert cho biết. Loại pin sẽ phù hợp với loại xe và thị trường cụ thể nơi nó được bán. Nó tương tự như cách các nhà sản xuất ô tô sử dụng các động cơ khác nhau trên nhiều mẫu xe và ở các thị trường khác nhau.
