Thế hệ pin rẻ hơn đang làm thay đổi ngành công nghiệp xe điện
(CLO) Một sự chuyển mình quan trọng đang diễn ra trong lĩnh vực xe điện. Nhưng không chỉ đơn thuần là xu hướng chuyển dịch sang xe chạy điện, mà đó là sự thay đổi trong thành phần chính của pin xe điện, điều mang lại những tác động lớn lao.
Pin lithium sắt phốt phát (LFP), một loại pin lithium-ion, đang ngày càng phổ biến trên toàn cầu. Các nhà sản xuất lớn như Ford, Mercedes-Benz, Rivian, Tesla và nhiều hãng khác đang áp dụng loại pin này thay thế, hoặc hoàn toàn loại bỏ, các công nghệ truyền thống như nickel manganese cobalt (NMC) hay nickel cobalt aluminum oxide (NCA). Từ chỉ 6% thị phần năm 2020, pin LFP hiện chiếm khoảng 30%.
Một người đàn ông đang nâng một chiếc xe bán tải trên một cỗ máy màu cam trong một nhà máy. Ảnh: Grist
Công nghệ pin LFP: Ưu điểm và lý do thay đổi
Pin lithium-ion bao gồm ba thành phần chính: cực âm, cực dương và chất điện phân. Khi mạch điện hoạt động, phản ứng hóa học xảy ra, các ion âm di chuyển qua chất điện phân từ cực âm đến cực dương, tạo ra dòng điện. Đặc tính của pin được quyết định chủ yếu bởi cực âm, nơi chứa các vật liệu như lithium sắt phốt phát (LiFePO4) trong pin LFP.
Điều đáng chú ý nhất ở pin LFP không chỉ nằm ở thành phần mà còn ở sự vắng mặt của các kim loại như nickel, manganese và cobalt - vốn gây nhiều tranh cãi về tác động môi trường và đạo đức. Khai thác các kim loại này gây tổn hại nặng nề đến hệ sinh thái và cộng đồng tại các khu vực ít được quản lý, như Cộng hòa Dân chủ Congo hay Myanmar.
Thêm vào đó, pin LFP rẻ hơn đáng kể. Theo phân tích của BloombergNEF, pin LFP có giá trung bình thấp hơn 32% so với pin NMC. Ông Sunoj George, Giám đốc kỹ thuật pin tại Rivian, cho biết hãng đã tiết kiệm được từ 20% đến 30% nhờ sử dụng LFP. Vào tháng 9 vừa qua, giá pin LFP đã giảm xuống dưới 60 USD/kWh, giúp kéo giá pin toàn cầu xuống mức thấp kỷ lục.
Pin LFP còn bền hơn, có tuổi thọ cao hơn nhờ khả năng chịu được nhiều chu kỳ sạc-xả trước khi giảm hiệu suất. Điều này khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các đội xe hoặc các ứng dụng đòi hỏi sạc thường xuyên. Ngoài ra, pin LFP ít nguy cơ cháy nổ hơn nhờ độ ổn định nhiệt cao.
Những thách thức của công nghệ LFP
Nhược điểm lớn nhất là mật độ năng lượng thấp. Điều này đồng nghĩa với việc pin LFP cung cấp ít năng lượng hơn cho cùng một trọng lượng, dẫn đến quãng đường di chuyển ngắn hơn trên mỗi lần sạc. Tuy nhiên, nhờ khả năng sạc nhanh, vấn đề này có thể ít ảnh hưởng đối với những chuyến đi ngắn thường xuyên.
Một thách thức khác là hiệu suất kém trong thời tiết lạnh. Pin LFP mất nhiều năng lượng hơn trong điều kiện lạnh và có thể khó sạc ở nhiệt độ thấp. Để khắc phục, Rivian đã phát triển hệ thống điều hòa nhiệt, đảm bảo khách hàng không nhận thấy sự khác biệt rõ rệt về hiệu suất trong điều kiện lạnh giữa pin LFP và các công nghệ pin khác.
Cuối cùng, giá trị tái chế của pin LFP thấp hơn do không chứa các kim loại quý như nickel. Dù vậy, các chuyên gia nhận định việc tái chế pin LFP vẫn dễ dàng và khả thi.
Ứng dụng thực tế và xu hướng tương lai
Các nhà sản xuất ngày càng tin rằng lợi ích từ pin LFP vượt trội so với những nhược điểm. Mercedes-Benz đã lựa chọn công nghệ này cho dòng xe van điện eSprinter, với ưu điểm độ bền cao và ít yêu cầu bảo trì. Ông Klaus Rehkugler, Giám đốc bán hàng và marketing của Mercedes-Benz Vans, nhận định đây là lựa chọn hoàn hảo cho xe thương mại nhẹ.
Bà Lisa Drake, Phó Chủ tịch chương trình xe điện và chuỗi cung ứng năng lượng tại For cho biết, khi hệ thống sạc điện được phủ rộng hơn, pin LFP sẽ ngày càng phù hợp với nhu cầu người dùng: “Mọi người sẵn sàng chấp nhận các chuyến đi ngắn hơn, nhưng muốn sạc nhanh hơn và thường xuyên hơn. Công nghệ LFP đáp ứng được điều đó”.
Trong khi đó, Mercedes-Benz đã giới thiệu mẫu Concept CLA Class, một dòng sedan điện nhỏ gọn dự kiến ra mắt năm sau, với phiên bản sử dụng pin LFP có phạm vi hoạt động 500 km mỗi lần sạc.
Nhìn về tương lai, sản xuất pin LFP dự kiến tiếp tục tăng mạnh, đặc biệt tại Trung Quốc, nơi các nhà cung cấp lớn như CATL đang dẫn đầu. Ông Drake từ Ford khẳng định: “Nếu không có LFP trong danh mục sản phẩm, các nhà sản xuất khó có thể mở rộng quy mô.”
Với lợi thế về chi phí và độ bền, pin LFP đang tạo ra bước ngoặt quan trọng cho ngành công nghiệp xe điện. Dù còn những thách thức, sự gia tăng sản xuất và cải tiến công nghệ hứa hẹn một tương lai sáng sủa cho loại pin này, mang đến sự lựa chọn bền vững hơn cho người dùng xe điện trên toàn thế giới.
Hải Hà (Theo Grits)