Toyota công bố phát triển thành công công nghệ pin EV thể rắn, có phạm vi hoạt động 745 dặm (1.199 km), thời gian sạc 10 phút. Pin thể rắn giảm 39% lượng khí thải carbon trong sản xuất, nhưng lại tăng thêm 35% lithium.
Nhà sản xuất ô tô lớn nhất thế giới tính theo doanh số xe bán ra công bố kế hoạch thương mại hóa công nghệ pin thể rắn vào năm 2027, gây một cú sốc lớn cho thị trường xe điện thế giới.
Công nghệ pin EV thế hệ tiếp theo của Toyota
Theo trang Carbon Credits, tháng 6/2023 Toyota ra thông báo, khi EV thế hệ tiếp theo sử dụng pin mới, doanh nghiệp “quyết tâm trở thành công ty hàng đầu thế giới về mức tiêu thụ năng lượng của pin EV”.
Một mẫu xe ô tô điện của Toyota. Ảnh Carbon Credits
Tuần qua, nhà sản xuất ô tô Nhật Bản, tụt hậu so với những đối thủ cạnh tranh trong quá trình tung ra những mẫu xe điện (EV) mới, đã công bố một phát minh đột phá về pin thể rắn. Nhà sản xuất ô tô cho biết, công ty có thể đơn giản hóa những phương pháp sản xuất vật liệu, được sử dụng để chế tạo pin thể rắn.
Toyota nhấn mạnh, phát minh này sẽ cho phép hãng giảm một nửa kích thước, chi phí và trọng lượng của pin EV. Phát minh đột phá cũng cắt giảm thời gian sạc xuống còn 10 phút hoặc ít hơn đồng thời tăng phạm vi lái xe lên gần 1.200 km (745 dặm). Hiện nay, thương hiệu xa xỉ Lucid Air của tập đoàn sản xuất xe ô tô Lucid có quãng đường chạy xe dài nhất cho một lần sạc là 516 dặm (830 km).
Chủ tịch Trung tâm R&D của Toyota về tính trung hòa carbon, Keiji Kaita nhận xét, Toyota đang có kế hoạch đạt được mức giảm chi phí và khối lượng cả đối với pin chất điện phân lỏng và pin trạng thái rắn. Ông cho biết thêm, loại pin mới sẽ đơn giản hơn khi chế tạo so với pin lithium-ion thông thường.
Công ty ô tô Nhật Bản đã nghiên cứu công nghệ mới từ năm 2012 và pin thể rắn thương mại đang trở thành hiện thực. Toyota hiện có hơn 1.000 bằng sáng chế về pin thể rắn – nhiều hơn bất kỳ nhà sản xuất ô tô nào khác.
Bình luận về thông báo của Toyota, các nhà phân tích nhận xét rằng, công nghệ này có thể là một yếu tố thay đổi cuộc chơi cho ngành công nghiệp phương tiện giao thông. Công nghệ mới cũng có thể giúp nhà sản xuất ô tô Nhật Bản tiến gần hơn đến doanh nghiệp sản xuất xe điện hàng đầu thế giới Tesla. Hầu hết các loại xe EV của Tesla đều được cung cấp năng lượng từ pin lithium-ion thông thường sử dụng chất điện phân lỏng.
Ông Kaita cũng cho biết họ, bộ phận R&D của Toyota cũng tìm ra được phương án giải quyết những vấn đề về độ bền của pin EV. Và giờ đây công ty tự tin sẽ sản xuất hàng loạt pin thể rắn vào năm 2027 hoặc 2028.
Ford và BMW cũng đã thử nghiệm loại pin thể rắn vào cuối năm 2022.
Pin thể rắn là gì?
Pin thể rắn được các chuyên gia trong ngành coi là công nghệ tiềm năng nhất khắc phục những lo ngại lớn về pin EV. Những thách thức này bao gồm thời gian sạc, phạm vi lái xe sau một lần sạc, công suất và rủi ro an toàn về hỏa hoạn. Một số chuyên gia gọi pin trạng thái rắn là “nụ hôn thần chết” đối với các phương tiện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch.
Những loại pin này thay thế chất điện phân lỏng bằng vật liệu thể rắn, sử dụng kim loại lithium thay cho than chì ở cực dương. Video dưới đây cho thấy, pin thể rắn của Toyota khác với pin chất điện phân lỏng hiện nay và tiềm năng pin thể rắn thay đổi ngành công nghiệp.
Toyota thông báo về một bước tiến đột phá về pin EV thể rắn.
Pin thể rắn cung cấp mật độ năng lượng cao, có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn, sử dụng ít vật liệu hơn và không yêu cầu những chất độc hại. Quan trọng hơn, nghiên cứu của Toyota cho thấy, công nghệ mới có thể giảm thiểu tác động môi trường trong quá trình sản xuất pin EV.
Theo phân tích, pin thể rắn được làm từ hầu hết những vật liệu có nguồn gốc bền vững, cắt giảm đến 39% lượng khí thải carbon trong chế tạo và khai thác sử dụng. Gảm phát thải carbon được hình thành trong đơn giản hóa quy trình sản xuất và thời gian sạc nhanh hơn.
Hơn nữa, những phương pháp khai thác hiệu quả như chiết xuất lithium từ các giếng địa nhiệt cũng góp phần làm giảm tác động khí hậu. Pin thể rắn cần nhiều lithium tới 35% so với công nghệ pin lithium-ion chất điện phân lỏng, nhưng sử dụng ít coban và than chì hơn.
Pin thể răng thúc đẩy tăng cường nhu cầu lithium nhiều hơn
Lithium, còn được gọi là vàng trắng, là vật liệu có ý nghĩa then chốt trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch bằng phương thức thúc đẩy cuộc cách mạng EV. Các quốc gia và các công ty sản xuất xe điện đang tranh giành để đảm bảo nguồn cung an toàn cho lithium. Nếu pin thể rắn chiếm ưu thế trong ngành, nhu cầu đối với khoáng chất quan trọng này sẽ tăng cao hơn nhiều lần so với dự kiến hiện tại.
Tại Liên minh Châu Âu, Quy định được đề xuất về Pin lithium-ion yêu cầu tìm nguồn cung ứng tại chỗ và tái chế có trách nhiệm với các thành phần của pin EV. Chính sách của EU đảm bảo có đủ nguồn cung cấp lithium cho pin thể rắn. Các chính phủ châu Âu hiện đang hoàn thiện quy định này.
Tại Mỹ, Đạo luật Giảm lạm phát (IRA) khuyến khích các nhà sản xuất xe điện sử dụng nguồn pin điện, được sản xuất tại địa phương hoặc từ các đối tác thương mại tự do. Những Mỹ cũng cần tăng cường nguồn cung lithium trong nước để đáp ứng nhu cầu đang tăng vọt. Hiện nay, các công ty lithium như American Lithium Corporation đóng vai trò quan trọng trong phát triển EV tại Mỹ. Công ty có hai trong số những mỏ lithium lớn nhất ở châu Mỹ.
Theo một chuyên gia trong ngành khai thác khoáng sản, hoàn thiện và tối ưu hóa những phương pháp, được sử dụng để chiết xuất và xử lý nguyên liệu thô cho pin thể rắn là chìa khóa để giảm tác động của pin EV đối với môi trường.
Thông cáo báo chí về pin thể rắn của Toyota không cung cấp các chi tiết chính như hiệu suất của pin ở nhiệt độ lạnh, mật độ năng lượng và lượng nguyên liệu thô sử dụng. Nhà sản xuất ô tô hàng đầu thế giới đặt mục tiêu sản xuất 3 triệu gói pin EV mỗi năm vào năm 2030, 50% số lượng này là pin thể rắn.