Pin LFP cho xe điện mới: rẻ hơn, an toàn hơn

Một loại pin mới có thể giúp xe điện tại Mỹ trở nên rẻ hơn và an toàn hơn, theo nhận định của các chuyên gia. Tuy nhiên, trước khi điều đó thành hiện thực, ngành công nghiệp Mỹ sẽ phải vượt qua những rào cản thương mại với Trung Quốc.

Nếu sở hữu một chiếc xe điện sử dụng pin lithium sắt photphat (LFP), người dùng có thể kỳ vọng chi phí mua xe thấp hơn, giảm nguy cơ cháy nổ và tuổi thọ xe kéo dài hơn.

Tuy vậy, nhược điểm của loại pin này là phạm vi hoạt động trên mỗi lần sạc không xa bằng pin nickel-mangan-coban (NMC) - công nghệ phổ biến trên xe điện tại Mỹ và châu Âu. Chính sự đánh đổi này đã khiến pin LFP trở thành lựa chọn ưu tiên cho các mẫu xe điện tiêu chuẩn tại Trung Quốc, giúp giảm giá thành và hạn chế ô nhiễm môi trường.

Hiện nay, các công ty Mỹ đang bắt đầu tự sản xuất pin LFP để cạnh tranh với các đối thủ Trung Quốc.

"Tôi tin rằng trong vài năm tới, các công nghệ pin LFP nội địa sẽ xuất hiện và phát triển nhanh chóng trong khoảng 5 đến 10 năm tới", giáo sư Scott Moura, chuyên gia kỹ thuật môi trường tại Đại học California, Berkeley, nhận định.

Tuy nhiên, các doanh nghiệp Mỹ đang đối mặt với không ít thách thức trong việc áp dụng một công nghệ vốn do các công ty Trung Quốc dẫn đầu. Mức thuế cao cùng các điều kiện hạn chế về ưu đãi thuế khiến hầu hết nhà sản xuất ô tô Mỹ khó có thể nhập khẩu pin LFP từ Trung Quốc. Ngoài ra, những lo ngại về an ninh quốc gia cũng khiến các công ty Mỹ gặp khó khăn khi muốn hợp tác với các doanh nghiệp Trung Quốc để xây dựng nhà máy sản xuất pin tại Mỹ.

Những rào cản này có thể sẽ gia tăng nếu Tổng thống Donald Trump quay trở lại Nhà Trắng, bởi ông từng tuyên bố sẽ tăng thuế và siết chặt quan hệ thương mại với Trung Quốc.

"Nếu có thêm thuế hoặc các biện pháp hạn chế khác, việc chuyển sang sử dụng pin LFP sẽ càng khó khăn hơn", Alex Holland, Giám đốc nghiên cứu tại công ty phân tích thị trường IDTechEx, nhận định.

Pin Mỹ nhưng lại trở thành công nghệ Trung Quốc

Dù pin LFP do các nhà khoa học Mỹ phát minh vào năm 1997, ngành công nghiệp ô tô Mỹ lại không chú trọng đầu tư vào công nghệ này. Thay vào đó, họ lựa chọn pin NMC vì ưu điểm về quãng đường di chuyển - yếu tố quan trọng đối với khách hàng Mỹ.

"Khoảng 5-6 năm trước, phương Tây từng coi pin LFP là lựa chọn không khả thi", Adrian Yao, nhà sáng lập nhóm nghiên cứu công nghệ STEER tại Đại học Stanford, cho biết. "Chúng tôi từng quá tập trung vào vấn đề phạm vi hoạt động mà bỏ qua nhiều khía cạnh khác".

Chính điều này đã tạo cơ hội cho các công ty Trung Quốc hoàn thiện công nghệ pin LFP. Không sử dụng các kim loại đắt đỏ như nickel hay coban, pin LFP chủ yếu dùng sắt, giúp giá thành rẻ hơn 20% so với pin NMC, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Nếu như pin NMC chỉ có thể sạc khoảng 1.000 lần, tương đương 320.000 km trước khi xuống cấp, thì pin LFP có thể duy trì tuổi thọ lâu hơn gấp 2-3 lần.

Ngoài ra, pin LFP cũng an toàn hơn nhờ cấu trúc hóa học ít nguy cơ cháy nổ. Trong khi đó, pin NMC dễ bắt lửa đến mức "dù đặt dưới nước hay trong không gian, nó vẫn có thể tiếp tục cháy do bản thân chứa oxy cần thiết để duy trì quá trình đốt", Moura giải thích.

Nhờ lợi thế an toàn, các công ty Trung Quốc có thể xếp các cell pin LFP gần nhau hơn trong một khối pin mà không lo cháy nổ, giúp tăng mật độ năng lượng và thu hẹp khoảng cách về phạm vi hoạt động so với pin NMC. Năm ngoái, tập đoàn sản xuất pin CATL của Trung Quốc đã ra mắt loại pin LFP có thể di chuyển hơn 960 km sau một lần sạc.

Ngoài tuổi thọ cao, pin LFP còn có ưu điểm về mặt môi trường do không phụ thuộc vào các kim loại khan hiếm. Ban đầu, pin này chủ yếu được dùng trên các mẫu xe giá rẻ chạy quãng đường ngắn trong đô thị Trung Quốc. "Điều kiện giao thông đô thị tại Trung Quốc khiến pin LFP trở thành lựa chọn hợp lý", Yao cho biết.

Mặc dù vậy, với sự cải tiến về phạm vi hoạt động, phần lớn xe điện Trung Quốc hiện nay đã chuyển sang sử dụng pin LFP. Theo IEA, gần như toàn bộ pin LFP trên thế giới hiện do Trung Quốc sản xuất. "Họ đã tiến xa hơn phương Tây ít nhất 20 bước", Yao nhận định.

Mỹ tìm cách tự chủ pin LFP

Tại Mỹ, pin LFP đã xuất hiện trên một số mẫu xe điện tiêu chuẩn. Ford bắt đầu trang bị công nghệ này cho mẫu Mustang Mach-E vào năm 2023 và F-150 Lightning vào năm 2024, trong khi Rivian cũng đã sử dụng pin LFP trên các phiên bản cơ bản của R1S và R1T trong năm nay.

Tuy nhiên, phụ thuộc vào nguồn cung từ Trung Quốc cũng có những mặt trái. Năm ngoái, Tesla buộc phải ngừng bán phiên bản tiêu chuẩn của Model 3 tại Mỹ vì sử dụng pin LFP Trung Quốc, khiến mẫu xe này không đủ điều kiện hưởng ưu đãi thuế và bị áp thuế nhập khẩu cao.

Nhằm giảm thiểu tác động từ thuế quan, các nhà sản xuất ô tô Mỹ đang tìm cách tự sản xuất pin LFP ngay tại Mỹ. Ngay sau khi ngừng bán Model 3 phiên bản pin LFP, Tesla đã đăng tuyển một kỹ sư cao cấp để dẫn dắt nhóm nghiên cứu và phát triển công nghệ này. "Tôi tin rằng Tesla đang nghiên cứu kỹ về pin LFP và tìm cách tự sản xuất để giảm sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp bên ngoài", Moura nhận định.

Tuy nhiên, kế hoạch sản xuất pin LFP tại Mỹ không hề đơn giản, như trường hợp của Ford cho thấy. Hai năm trước, hãng xe Mỹ này công bố kế hoạch xây dựng nhà máy sản xuất pin LFP sử dụng công nghệ của CATL, nhưng do công ty con của Ford sở hữu và vận hành.

Điều này vấp phải sự phản đối từ các chính trị gia Mỹ, cho rằng Ford đang đóng vai trò "bình phong" cho Trung Quốc. Ở phía ngược lại, Trung Quốc cũng tiến hành điều tra thương vụ này do lo ngại CATL sẽ để lộ bí mật công nghệ.

Sau nhiều lần trì hoãn, Ford buộc phải thu nhỏ quy mô nhà máy, dự kiến đi vào hoạt động tại Michigan vào năm 2026. Một số dự án sản xuất pin LFP khác tại Mỹ cũng gặp trở ngại vì liên quan đến các đối tác Trung Quốc. Dù vậy, một số nhà máy LFP nội địa vẫn đang được triển khai, với một cơ sở dự kiến mở cửa tại St. Louis trong năm nay và một cơ sở khác tại Arizona vào năm sau.

Hải Hà (Thep WJP)