Khi châu Âu tiến tới kỷ nguyên xe điện hoàn toàn (BEV) trong thập kỷ tới, nhu cầu về các loại pin tiên tiến hơn để gia tăng phạm vi hoạt động và giảm giá thành ngày càng trở nên cấp thiết.

Theo số liệu từ Cơ quan Quan sát Nhiên liệu Thay thế Châu Âu, giá bán lẻ trung bình của xe điện ở châu Âu năm 2023 đã đạt mức cao kỷ lục 46.000 euro. Trước đây, các nhà sản xuất kỳ vọng việc nội địa hóa sản xuất pin sẽ giúp giảm chi phí.

Tuy nhiên, loạt tin tức không mấy khả quan từ các nhà sản xuất pin châu Âu như Northvolt đã khiến kỳ vọng này sụt giảm. Hiện tại, nguồn cung cấp pin chủ yếu vẫn phụ thuộc vào các nhà sản xuất Trung Quốc, ít nhất là trong ngắn và trung hạn.

Đối mặt với thách thức này, các nhà sản xuất ô tô châu Âu buộc phải tìm kiếm các giải pháp mới, trong đó có việc tập trung cải tiến công nghệ hóa học pin. Những năm gần đây, đã có nhiều đột phá về hóa học cực dương, nhưng mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng. Điều này dẫn đến ý tưởng kết hợp các tế bào pin với hóa học khác nhau vào cùng một gói pin nhằm nâng cao hiệu suất và giảm giá thành.

Một ví dụ tiêu biểu là công nghệ pin natri-ion (SIB), với đặc tính điện hóa xuất sắc ở nhiệt độ thấp. Theo công bố từ CATL (Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Đương đại), thế hệ SIB đầu tiên của họ có thể xả bình thường ở nhiệt độ -40°C và giữ được hơn 90% dung lượng ở -20°C.

Mặc dù mật độ năng lượng của SIB thấp hơn so với các loại pin hiện tại, CATL đề xuất rằng nó có thể được kết hợp với pin lithium-ion thông thường để tăng cường phạm vi nhiệt độ hoạt động của gói pin.

Đây là cải tiến hữu ích cho các khu vực như Bắc Âu, nơi nhiệt độ dưới 0°C kéo dài và ảnh hưởng đến hiệu suất pin. Về chi phí, natri là nguyên tố phổ biến hơn lithium, ít bị ảnh hưởng bởi tình trạng khan hiếm và biến động giá cả, giúp giảm giá thành sản xuất.

Pin nickel mangan cobalt (NMC) thường được sử dụng trong xe điện vì cung cấp phạm vi hoạt động lớn hơn. Tuy nhiên, chi phí sản xuất NMC cao hơn do các kim loại cấu thành cực dương chiếm tới 60% tổng chi phí.

Để giảm chi phí, NMC có thể được kết hợp với các loại pin rẻ hơn như SIB hoặc LFP (lithium ferrophosphate). Một số hãng xe Trung Quốc đã tiên phong áp dụng công nghệ này. Chẳng hạn, mẫu xe Luxeed R7 của Chery được trang bị gói pin lai giữa NMC và LFP, vừa đảm bảo hiệu suất vừa giảm chi phí.

Mặc dù vậy, không phải công nghệ pin tiên tiến nào cũng khả thi trong thực tế. Ví dụ, pin "không cực âm" (AF) sở hữu mật độ năng lượng rất cao nhưng gặp vấn đề với sự hình thành của các tinh thể dendrite, gây đoản mạch sau nhiều chu kỳ sạc-xả.

Một công ty khởi nghiệp của Mỹ, Our Next Energy, đã đề xuất giải pháp kết hợp LFP với AF trong một gói pin duy nhất. Pin AF chỉ sạc pin LFP ở tốc độ chậm, hạn chế sự hình thành dendrite. Thử nghiệm trên mẫu xe BMW iX với gói pin 185 kWh đã đạt phạm vi hoạt động ấn tượng hơn 600 dặm theo chuẩn WLTP châu Âu.

Tuy nhiên, việc phát triển pin lai vẫn đặt ra nhiều thách thức. Theo GlobalData, hiện chỉ có Nio và Luxeed áp dụng công nghệ này, nhưng doanh số tại châu Âu chưa mấy khả quan.

Các nhà sản xuất ô tô vẫn còn dè dặt vì tính an toàn và độ tin cậy của công nghệ này chưa được kiểm chứng. Hơn nữa, việc phát triển gói pin đa hóa học đòi hỏi hệ thống quản lý pin và thiết kế tổng thể phức tạp hơn, có thể đẩy chi phí lên cao.

Dẫu vậy, với tiềm năng vượt trội, pin hybrid vẫn được kỳ vọng là giải pháp đột phá cho ngành công nghiệp xe điện, mang lại cơ hội cho cả các dòng xe giá rẻ lẫn xe cao cấp. Liệu đây có phải là tương lai của xe điện hay chỉ là một xu hướng nhất thời, câu trả lời vẫn còn để ngỏ.

Việt Hà (Theo JustAuto)