Các hãng pin hướng đến tương lai không sử dụng lithium

Pin sử dụng tế bào sodium-ion có chi phí rẻ, hoạt động tốt trong thời tiết lạnh, ít rủi ro cháy nổ, được xem là sự bổ sung tiềm năng cho pin lithium-ion, có chi phí đắt đỏ và nguồn cung vật liệu khan hiếm. Các hãng pin trên thế giới đang chạy đua phát triển loại pin này để tung ra thị trường trong những năm tới.

• Chi phí pin xe điện đắt hơn khi nhu cầu lithium vượt nguồn cung

Cách đây một năm rưỡi, CATL (Trung Quốc), hãng sản xuất pin lớn nhất thế giới, giới thiệu một bộ pin sử dụng kết hợp tế bào lithium-ion và sodium-ion. Nhược điểm của các tế bào sodium-ion là mật độ năng lượng ((lưu trữ năng lượng cho mỗi đơn vị thể tích) thấp nhưng bù lại chúng giúp pin sạc nhanh hơn và giúp giảm chi phí của pin. Việc sử dụng thêm các tế bào lithium-ion là nhằm tận dụng ưu điểm về mật độ năng lượng của chúng, cho phép tài xế di chuyển xa hơn giữa các lần sạc.

Chủ tịch CATL Zeng Yuqun nói: “Pin sodium-ion có những lợi thế riêng biệt bao gồm hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp, sạc nhanh hơn”.

Ngoài ra, trữ lượng khoáng chất sodium (hay còn gọi là natri) trên trái đất dồi dào hơn và pin sử dụng tế bào sodium-ion hứa hẹn tăng độ an toàn hơn so với pin lithium-ion.

Trong khi CATL, nhà cung cấp pin cho các hãng gồm Tesla, Geely và BMW, đang hướng đến thương mại hóa loại pin mới này, các đối thủ khác đã đi trước một bước. Hồi tháng 2, hãng xe JAC của Trung Quốc công bố phiên bản thử nghiệm của mẫu xe Sehol E10X sử dụng pin sodium-ion do HiNa Battery Technologies cung cấp. Hina, một công ty nhỏ và tương đối mới trong lĩnh vực pin của Trung Quốc, được thành lập vào năm 2017 sau nhiều năm phát triển pin tại một viện nghiên cứu khoa học. Sự ra mắt của một mẫu xe sử dụng tế pin sodium-ion của HiNa khiến các chuyên gia pin xem xét lại tiềm năng sử dụng khoáng chất sodium để cung cấp năng lượng cho xe điện trong tương lai. Công ty tài chính năng lượng mới Bloomberg (BloombergNEF) và các công ty nghiên cứu khác dự đoán trong tương lai, xe điện vẫn chủ yếu sử dụng pin lithium-ion nhờ mật độ năng lượng vượt trội.

Nhưng nếu pin sodium-ion có thể chiếm một phần nhỏ thị phần từ pin lithium-ion, điều này sẽ giúp giảm bớt các vấn đề về nguồn cung lithium và giảm giá pin nói chung.

Pin sodium-ion có thể tận dụng quy trình sản xuất tương tự như ngành công nghiệp pin lithium-ion. Việc sử dụng các vật liệu và thành phần tương tự như pin lithium-ion từ chất điện phân và dải phân tách (ngăn cách cực âm và cực dương), đến bộ thu dòng điện bằng nhôm cho phép công nghệ mới nổi có thể hưởng lợi từ các quy mô kinh tế hiện có.

Hiện nay, pin sodium-ion vẫn còn đắt hơn pin lithium-ion do số lượng sản xuất còn thấp và chuỗi cung ứng chưa phát triển. Nhưng BNEF nhận thấy tiềm năng tiết kiệm vật liệu và cải thiện mật độ năng lượng của pin sodium-ion sẽ cung cấp một lộ trình phổ cập khả thi giúp cho loại pin có chi phí chỉ bằng một nửa so với giá thành của pin lithium iron phosphate (LFP).

Thách thức lớn đối với pin sodium-ion là mật độ năng lượng thấp, do vậy kích cỡ của nó phải lớn để đạt công suất kilowatt giờ ngang bằng với pin LFP. Trong khi đó, những lợi thế quan trọng của pin sodium-ion bao bao gồm trữ lượng nguyên liệu thô để sản xuất chúng phân bố đa dạng hơn về mặt địa lý.

Ngoài HiNa và CATL, nhiều công ty khởi nghiệp (startup) khác cũng đang phát triển pin sodium-ion gồm Faradion (Anh), Altris (Thụy Điển), Tiamat (Pháp) và Natron (Mỹ). Farasis, nhà sản xuất pin của Trung Quốc, đang nghiên cứu phát triển pin sodium-ion  pin cho hãng xe Jiangling Motors Electric Vehicle, một liên doanh giữa Jiangling Motors Corporation Group và hãng xe Renault của  Pháp.

Với nhu cầu về xe điện đang tăng trưởng nhanh, pin sodium-ion có tiềm năng bổ sung cho pin lithium-ion và giúp lấp đầy khoảng trống trên thị trường toàn cầu. Dù vậy có thể mất vài năm nữa để loại pin này được sản xuất và sửng dụng rộng rãi.

Theo Bloomberg