Hiện nay, chuỗi cung ứng pin toàn cầu đang phụ thuộc nặng nề vào Trung Quốc - quốc gia chiếm tới 85% sản lượng pin và kiểm soát khoảng 90% quy trình xử lý nguyên liệu thô.
Trước nguy cơ bị phụ thuộc quá mức, nhiều hãng xe và startup đang đẩy mạnh nghiên cứu các giải pháp pin thay thế với nguồn nguyên liệu dồi dào và chi phí thấp hơn.
Từ quá khứ đến hiện tại: Sự thống trị của pin lithium-ion
Trước khi pin lithium-ion trở thành tiêu chuẩn, các dòng hybrid như Toyota Prius chủ yếu sử dụng pin chì-axít hoặc nickel-metal hydride (Ni-MH). Tuy nhiên, hai công nghệ này nhanh chóng lộ rõ điểm yếu khi không thể đáp ứng yêu cầu về công suất, kích thước và độ bền cho xe điện hiện đại.
Sự xuất hiện của pin lithium-ion đã thay đổi cục diện, nhờ khả năng tích trữ năng lượng lớn, sạc nhanh và thiết kế nhỏ gọn. Dù vậy, công nghệ này vẫn tồn tại những điểm yếu như chi phí cao, trọng lượng lớn và dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
Hai hướng phát triển chính của pin lithium-ion
Hiện tại, có hai dòng pin lithium-ion phổ biến:
- Pin NMC (Nickel – Mangan – Cobalt): Có mật độ năng lượng cao, giúp xe di chuyển được quãng đường dài hơn. Tuy nhiên, pin này đắt đỏ do phụ thuộc vào cobalt – một nguyên liệu hiếm và gây tranh cãi về nguồn gốc khai thác.
- Pin LFP (Lithium – Sắt – Phốt phát): Rẻ hơn, an toàn và bền hơn, nhưng lại có mật độ năng lượng thấp, dẫn đến phạm vi hoạt động của xe bị hạn chế hơn so với pin NMC.
Hướng đi mới: Tìm kiếm sự thay thế bền vững
Để giảm chi phí và tránh phụ thuộc vào nguyên liệu hiếm, ngành công nghiệp xe điện đang mở rộng sang các công nghệ pin mới:
- Pin natri-ion: Được đánh giá cao nhờ chi phí thấp, an toàn và tuổi thọ tốt. Tuy nhiên, mật độ năng lượng còn hạn chế, chưa thể thay thế hoàn toàn pin lithium-ion trong ngắn hạn.
- Pin LNMO: Dự kiến được Renault thương mại hóa vào năm 2028, loại pin này hứa hẹn chi phí sản xuất thấp, hiệu suất cao và khả năng sạc đầy trong chưa đầy 15 phút.
- Pin lithium-lưu huỳnh: Có tiềm năng gấp đôi dung lượng so với pin lithium-ion, lại không cần cobalt hay nickel. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn đang trong quá trình nghiên cứu, ít nhất đến sau năm 2028 mới có thể thương mại hóa.
- Pin thể rắn: Được mệnh danh là “giấc mơ xe điện”, công nghệ này sử dụng chất điện phân rắn thay vì lỏng, giúp tăng mật độ năng lượng, giảm trọng lượng và tăng tính an toàn. Dù vậy, thách thức lớn nhất vẫn nằm ở khâu sản xuất hàng loạt và chi phí.
Cuộc đua pin điện: Không chỉ là công nghệ mà còn là chiến lược toàn cầu
Sự đa dạng trong các hướng phát triển pin cho thấy rõ quyết tâm toàn cầu trong việc tối ưu hóa hiệu suất, kéo giảm chi phí và quan trọng nhất – thoát khỏi sự phụ thuộc vào Trung Quốc. Đây không đơn thuần là cuộc đua công nghệ, mà còn là một phần của chiến lược kinh tế và địa chính trị quan trọng trong tương lai ngành ô tô toàn cầu.