Các nhà sản xuất đang chạy đua phát triển cell pin EV giá rẻ hơn

Những chiếc xe điện ra mắt sau năm 2025 có thể chuyển sang sử dụng các tế bào pin natri ion hoặc lưu huỳnh – rẻ hơn tới 2/3 so với pin lithium ion hiện nay. Hơn 10 công ty khởi nghiệp đã thu hút hàng triệu đô la đầu tư và tài trợ của chính phủ để phát triển các loại pin mới. 

Pin lithium ion trong xe điện ngày nay chủ yếu được sản xuất bằng các nguyên liệu giá cao như lithium, coban, mangan, niken cao cấp. Các công ty khởi nghiệp ở Mỹ và châu Âu đang chạy đua phát triển loại pin mới với hai nguyên liệu dồi dào và có chi phí thấp là natri và lưu huỳnh. Điều này có thể làm giảm sự thống trị pin của Trung Quốc, hạn chế tình trạng tắc nghẽn nguồn cung và đưa xe điện (EV) trở nên phổ biến hơn. Benchmark Mineral Intelligence – cơ quan báo giá và thông tin thị trường xe điện và giải pháp lưu trữ năng lượng, có trụ sở tại Anh, ước tính Trung Quốc hiện chiếm 75% công suất tinh chế coban và 59% năng lực xử lý lithium của toàn thế giới.

Tuy nhiên, các loại vật liệu pin mới này vẫn có hạn chế cần khắc phục. Pin natri ion chưa lưu trữ đủ năng lượng, trong khi các tế bào lưu huỳnh có xu hướng bị ăn mòn nhanh chóng và không tồn tại lâu.

Yếu tố đắt nhất của pin EV là cực âm, chiếm tới 1/3 giá thành của một tế bào pin. Hầu hết pin EV ngày nay sử dụng một trong hai loại cực âm là niken coban mangan (NCM) hoặc lithium iron phosphate (LFP). Cực âm NCM có khả năng lưu trữ nhiều năng lượng hơn, nhưng sử dụng vật liệu đắt tiền hơn (niken, coban). Các cực âm LFP thường không chứa nhiều năng lượng bằng NCM nhưng an toàn hơn và giá thấp hơn vì sử dụng nguyên liệu phong phú hơn.

Chi phí các vật liệu chính của cực âm như niken và coban đã tăng vọt trong 2 năm qua. Đó là lý do rất nhiều công ty đang mong muốn thay thế các vật liệu giá thấp hơn, dồi dào hơn như natri và lưu huỳnh nếu những hạn chế kỹ thuật nêu trên được khắc phục.

Prabhakar Patil – cựu giám đốc điều hành của Công ty hóa chất hàng đầu Hàn Quốc LG Chem cho biết: công ty đang phát triển pin natri ion sử dụng natri clorua (muối ăn) để làm thành phần chính của cực âm, mà không cần nguyên liệu đắt đỏ như lithium, coban hoặc niken.

Các công ty Lyten và Conamix (Mỹ), Theion (Đức) và Morrow (Nauy) đang phát triển các cực âm lưu huỳnh lithium. Điều này nghĩa là loại pin mới vẫn cần lithium nhưng với số lượng nhỏ hơn, và không phải niken hay coban.

Các gói pin EV hiện tại thường có giá từ 10.000 – 12.000 USD. Bằng cách sử dụng vật liệu cực âm phổ biến như lưu huỳnh hay vật liệu rẻ như muối – những công ty khởi nghiệp này tuyên bố chi phí pin có thể giảm tới 2/3, khiến EV có giá cả phải chăng hơn. 

Amandarry đã sản xuất tế bào natri ion tại nhà máy ở Hained, Trung Quốc. Vì vậy những tế bào pin này không đủ điều kiện để nhận ưu đãi theo Đạo luật Giảm lạm phát của Mỹ. Tuy nhiên, công ty cho biết sẽ xây dựng một nhà máy sản xuất pin ở Bắc Mỹ.

Đối tác Amy Chen cho biết ứng dụng đầu tiên của Amandarry có thể sẽ là xe máy điện. Ngoài lợi thế về chi phí, pin của Amandarry có thể sạc rất nhanh – đạt 80% trong 15 phút.

Ulrich Ehmes – Giám đốc điều hành của Theion cho biết họ có thể xử lý độ hao mòn nhanh chóng của pin lưu huỳnh bằng cách phủ lên một điện cực lưu huỳnh lithium. Nhờ vậy, pin lưu huỳnh có thể tồn tại suốt vòng đời của một chiếc xe điện.

Ehmes cho biết, công ty dự định gửi các tế bào pin thử nghiệm cho các nhà sản xuất ô tô điện vào năm 2024, và những chiếc EV đầu tiên sản xuất bằng pin lưu huỳnh lithium sẽ dự kiến ra mắt ​​vào khoảng năm 2027.

Theion cho rằng, catot lưu huỳnh lithium của họ có thể lưu trữ năng lượng gấp ba lần so với tế bào NCM tiêu chuẩn, mang đến khả năng sạc cực nhanh, tiết kiệm pin, và cắt giảm chi phí sạc chỉ bằng 2/3 so với pin lithium ion hiện nay. 

Tony Harper – Giám đốc của chương trình đầu tư vào việc thúc đẩy các công nghệ pin mới Faraday Battery Challenge cho biết: ngành công nghiệp ô tô đang ngày càng thiếu hụt nguồn cung cấp lithium, coban, mangan và niken. Vì vậy các hóa chất mới là rất quan trọng

Những gã khổng lồ pin châu Á cũng đang nghiên cứu các chất hóa học mới. CATL của Trung Quốc cho biết, họ có kế hoạch bắt đầu sản xuất tế bào pin natri ion vào năm 2023. LG Energy Solution của Hàn Quốc đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất tế bào pin lưu huỳnh lithium trước năm 2025.

(Theo The Economic Times)

Bạn cần đăng nhập để tương tác với nội dung này: Đăng nhập.