Trung Quốc đang cách mạng hóa ngành pin, trở thành quốc gia đầu tiên thương mại hóa công nghệ pin natri-ion, các công ty bắt đầu sản xuất hàng loạt thiết bị lưu trữ mới, thay thế các mẫu pin lithium-ion thông thường.
Ngày 10/11, Trang Bưu điện Hoa Nam buổi sáng (SCMP) dẫn phát biểu của ông Qiu Guo Cheng, đồng sáng lập công ty pin natri-ion Công ty Công nghệ Bắc Kinh Xuexiong cho biết, pin có những tính năng vượt trội so với “hầu hết tất cả các loại pin hiện nay”. Ông Qiu nói, pin natri-ion có thể hoạt động gần hết công suất ở nhiệt độ lạnh – thấp tới âm 30 độ C (-22 độ F), có “tuổi thọ trung bình hơn 8 năm,” có thể sạc được 3.000 chu kỳ so với 500 chu kỳ tiêu chuẩn của pin lithium-ion thông thường.
Một danh sách pin xe điện tay ga natri-ion của Xuexiong trên Taobao cho biết, tuổi thọ của pin natri dài gấp 5 lần so với pin lithium-ion tiêu chuẩn. Do hầu hết các tài xế giao đồ ăn nhanh ở Trung Quốc đều sử dụng xe máy điện để chuyển hàng trong mọi điều kiện thời tiết, nên những quảng cáo về danh sách pin đều nhắm đến đối tượng khách hàng này.
Ông Qiu lưu ý: “Lĩnh vực xe điện hai bánh là phân khúc thị trường xe điện có nhu cầu cao và người mua đặt kỳ vọng vào hiệu quả sử dụng của pin natri”.
Pin là thành phần đắt nhất của xe điện, ảnh hưởng lớn đến giá thành sản xuất và giá bán lẻ trên thị trường. Đến nay, hầu hết các xe điện đều chạy bằng pin lithium-ion, nhưng giá thành pin bị ảnh hưởng từ biến động giá cả về nguyên vật liệu thô khi nhu cầu ngày càng tăng và nguồn cung không chắc chắn. Đây là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy thế giới tìm kiếm giải pháp thay thế ổn định hơn, rẻ hơn và thân thiện môi trường.
Đại đa số sản lượng lithium được khai thác ở một số ít quốc gia, trong đó có Australia và Chile. Mặc dù Trung Quốc sản xuất phần lớn pin lithium-ion trên thế giới nhưng quốc gia này lại phụ thuộc rất nhiều vào nhập khẩu lithium để duy trì hoạt động sản xuất.
Trong khi đó natri, một kim loại nổi tiếng trong muối ăn là kim loại kiềm có nhiều nhất trên thế giới, dễ dàng khai thác trên khắp lớp vỏ Trái đất. Khả năng dễ dàng khai thác khiến natri trở nên hấp dẫn đối với ngành công nghiệp pin.
Trong tương lai, mọi quốc gia đều có thể xây dựng nhà máy pin natri cho đất nước nếu công nghệ này được phát triển lan rộng trên toàn cầu. Quy trình sản xuất pin natri-ion rẻ hơn sẽ làm giảm giá thành xe điện, thúc đẩy cộng đồng nhanh chóng chuyển sang sử dụng loại phương tiện của tương lai này.
Nhiều công ty trên khắp thế giới đang nghiên cứu công nghệ sản xuất pin natri-ion, nhưng vẫn còn một số thách thức cần vượt qua. Pin chứa ion natri có xu hướng mật độ năng lượng thấp hơn vì ion natri lớn hơn ion lithium, điều đó khiến pin natri lưu trữ ít năng lượng hơn trên một đơn vị trọng lượng.
Gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Năng lượng sinh học và Công nghệ xử lý sinh học Thanh Đảo (QIBEBT) trong một cuộc phỏng vấn độc quyền với hãng tin tiếng Trung Science Times cuối tháng 10 cho biết, nhóm nghiên cứu đã khắc phục được thách thức này.
Các nhà khoa học QIBEBT đã nghiên cứu pin natri trong hơn một thập kỷ, tháng 10, nhóm nghiên cứu thành công cung cấp năng lượng cho xe máy điện hai bánh bằng pin natri-ion thể rắn 60 volt.
Nhóm nghiên cứu cho biết đã chế tạo pin hoàn toàn bằng những phát minh độc quyền trong nước, có mật độ năng lượng lên tới 160 Wh/kg, tương tự như pin lithium.
Zhao Jingwen, nhà nghiên cứu tại QIBEBT nói với Science Times: “Bản chất tự nhiên của pin natri-ion có nhiều khó khăn hơn trong quá trình phát triển để thay thế pin lithium-ion với những tính năng kỹ thuật tương đương”.
Ông lưu ý, loại pin của QIBEBT “được phát triển mang tính đổi mới” đã thành công tăng cường mật độ năng lượng đồng thời giảm trọng lượng và giá thành sản xuất.
Pin 60 volt 20 amp giờ của QIBEBT nặng 10kg (22lbs), tương đương với pin xe điện tay ga lithium-ion tiêu chuẩn, cho phạm vi di chuyển 70km (43 dặm) trong một lần sạc. Pin QIBEBT là pin thể rắn, an toàn hơn pin lithium – ion tiêu chuẩn có chất điện phân lỏng, có thể bốc cháy và phát nổ khi xảy ra tai nạn hoặc hỏng hóc khi sạc điện.
Khi thực hiện bài kiểm tra độ xuyên qua của đinh, một chiếc đinh được cắm vào pin để gây đoản mạch, pin của nhóm nghiên cứu không bốc khói hoặc bắt lửa bốc cháy như nhiều loại pin lithium-ion.
Ông Zhao cho biết, những dây chuyền sản xuất pin lithium-ion hiện tại có thể được nâng cấp sử dụng cho sản xuất pin natri-ion, giúp giảm rất lớn chi phí sản xuất loại pin mới.
Theo trang Taibao, pin thương mại cung cấp cho người tiêu dùng, như pin của hãng Xuexiong hiện đắt hơn pin lithium-ion. Nhưng khi sản lượng tăng lên, giá pin sẽ thấp hơn.
Nhóm nhà khoa học rất phấn khích, khẳng định một tương lai đầy hứa hẹn cho khả năng ứng dụng pin natri-ion vào thị trường xe điện.
Li Yan, Giám đốc điều hành của Niu, một trong những công ty xe điện lớn nhất Trung Quốc trong cuộc phỏng vấn với China Securities News năm 2022 cho biết: “Chi phí sản xuất pin đang tăng và giá xe cũng tăng”. Li thừa nhận Niu phải tăng giá bán lẻ xe tay ga của mình lên 7%, các đối thủ khác trên thị trường cũng phải tăng giá từ 9 đến 15%.
Ông cho biết trước tình hình giá pin lithium-ion tăng, Niu đã tạm thời chuyển sang sử dụng pin axit chì kém hiệu quả nhưng rẻ hơn để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Công ty có kế hoạch sử dụng pin natri trong tương lai để giảm giá thành sản phẩm.
Ông Li cho biết, Niu đang có kế hoạch ra mắt chiếc xe chạy bằng pin natri-ion đầu tiên trong năm 2023 nhưng hiện chưa có thông báo về sản phẩm mới.
Đầu năm 2023, Tập đoàn JAC của Trung Quốc ra mắt một mẫu xe điện chạy pin natri-ion đầu tiên trên thế giới. Li Shujun, chủ tịch Công ty Công nghệ pin Hina thông báo, công nghệ này giảm 10% chi phí sản xuất cho xe điện.
Ngoài khả năng cung cấp năng lượng cho xe điện, pin natri-ion còn có vô số những ứng dụng đầy hứa hẹn trong khả năng lưu trữ năng lượng.
T.P