5 công nghệ pin xe điện có thể thay thế pin lithium-ion

Những công nghệ pin thế hệ mới có thể giúp nhà sản xuất xe điện giảm phụ thuộc vào pin lithium-ion thông thường.

Theo Interesting Engineering, pin lithium-ion đang thống trị thị trường xe điện nhờ nhiều thập kỷ phát triển, chi phí giảm và hệ sinh thái sản xuất ngày càng hoàn thiện. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu và công ty pin đang tìm kiếm giải pháp thay thế có thể giảm phụ thuộc vào lithium và những vật liệu quan trọng khác, nâng cao độ an toàn hoặc cung cấp mật độ năng lượng nhiều hơn. Một số công nghệ pin đang trong giai đoạn thử nghiệm hoặc bắt đầu được sản xuất có tiềm năng thay đổi tương lai của xe điện.

Chris Wright, chủ tịch Faradion, ôm bộ pin natri-ion dành cho xe điện do công ty ông phát triển. Ảnh: Faradion
Chris Wright, chủ tịch Faradion, ôm bộ pin natri-ion dành cho xe điện do công ty ông phát triển. Ảnh: Faradion

Pin natri-ion là giải pháp thay thế gần với pin lithium-ion nhất hiện nay và đang tiến tới thương mại hóa rộng rãi hơn. Loại pin này hoạt động theo nguyên lý tương tự nhưng thay thế lithium bằng natri, nguyên tố dồi dào có sẵn.

Một số nhà sản xuất lớn như CATL hoặc BYD đang mở rộng công nghệ và xe điện chạy bằng pin natri-ion đã xuất hiện tại Trung Quốc. Điểm hạn chế của pin natri-ion là mật độ năng lượng thấp hơn các loại pin khác. Tế bào pin natri-ion mới nhất có thể đạt mức 175 Wh/kg (watt giờ trên mỗi kilogram), kém hơn mức 205 Wh/kg của pin LFP (lithium sắt phosphate) hoặc 265 Wh/kg của pin NMC (nickel mangan coban). Do đó, nó phù hợp hơn với dòng xe điện nhỏ, phương tiện đô thị và ứng dụng thương mại không đòi hỏi phạm vi tối đa ấn tượng.

Pin thể rắn cho xe điện của công ty Donut Lab ra mắt đầu năm 2026. Ảnh: Donut Lab
Pin thể rắn cho xe điện của công ty Donut Lab ra mắt đầu năm 2026. Ảnh: Donut Lab

Pin thể rắn thay thế chất điện giải lỏng dễ cháy trong tế bào pin lithium-ion thông thường bằng vật liệu rắn. Công nghệ này hứa hẹn cải thiện độ an toàn và đạt hiệu suất năng lượng vượt trội, đặc biệt nếu kết hợp với cực âm từ kim loại lithium tinh khiết.

Theo Eureka, cách kết hợp này có thể giải quyết vấn đề đoản mạch, từ đó khai thác tối đa mật độ năng lượng cực cao, giúp xe điện chạy quãng đường dài hơn mà không làm tăng đáng kể kích thước hoặc trọng lượng pin. Tuy nhiên, tế bào pin thể rắn vẫn đắt đỏ và khó sản xuất ở quy mô lớn. Các nhà nghiên cứu cần tìm cách chứng minh lợi thế của chúng trong bộ pin xe điện sản xuất hàng loạt.

Pin lithium-lưu huỳnh có thể mang lại bước nhảy vọt lớn về mật độ năng lượng, trở thành lựa chọn hấp dẫn cho xe điện chạy đường dài và phương tiện giao thông cỡ lớn. Lưu huỳnh rất rẻ và dồi dào.

Eureka cho biết pin lithium-lưu huỳnh có thể lưu trữ năng lượng nhiều gấp 3-5 lần pin lithium-ion thông thường ở cùng trọng lượng. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) nhận định đây là một trong những công nghệ pin mới nổi hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho ứng dụng đòi hỏi mật độ năng lượng cao như xe tải, tàu thuyền và máy bay điện. Rào cản lớn cần vượt qua để thương mại hóa pin lithium-lưu huỳnh là các thiết kế hiện nay có tuổi thọ hạn chế, chi phí cao và tác động đến môi trường.

Pin magie-ion thay thế lithium bằng magie. Mỗi ion có thể truyền hai electron thay vì một như lithium, cho phép lưu trữ mức năng lượng đáng kể. Magie cũng có sẵn hơn, giúp giảm áp lực lên chuỗi cung ứng lithium. Vấn đề nằm ở chỗ ion magie tương tác mạnh với vật liệu pin, khiến việc phát triển các điện cực và chất điện giải có thể sạc và xả hiệu quả qua nhiều chu kỳ lặp lại trở nên khó khăn. Hiện nay, công nghệ pin magie-ion chủ yếu vẫn dừng lại ở giai đoạn nghiên cứu phát triển, chưa sẵn sàng lắp đặt trên xe điện thương mại.

Pin gốc kẽm là một trong những giải pháp hứa hẹn thay thế pin lithium-ion. Ảnh: EHT Zurich
Pin gốc kẽm là một trong những giải pháp hứa hẹn thay thế pin lithium-ion. Ảnh: EHT Zurich

Pin gốc kẽm thu hút nhiều sự chú ý vì kẽm có sẵn nhiều trong tự nhiên, giá thành rẻ và giúp tạo ra loại pin an toàn hơn, đặc biệt là các hệ thống dùng dung dịch nước làm chất điện giải. Những công nghệ như pin kẽm-ion và kẽm-không khí đang được phát triển để lưu trữ năng lượng và phục vụ nhiều ứng dụng khác, dựa trên lợi thế chi phí vật liệu thấp và hạn chế nguy cơ cháy nổ.

Theo Science Direct, thách thức ngăn cản pin gốc kẽm trở nên phổ biến là vấn đề đoản mạch, vùng điện áp hẹp (khoảng giới hạn điện áp mà tại đó chất điện ly vẫn hoạt động ổn định, không phân hủy hoặc biến tính) và phản ứng ăn mòn. Hệ thống pin gốc kẽm cần nhiều cải tiến để có thể cạnh tranh với pin lithium-ion trên xe điện hành khách. Phần lớn công nghệ pin gốc kẽm hiện nay phù hợp để lưu trữ cố định hơn là dùng cho xe hơi.

vnexpress.net

Đọc thêm

EU yêu cầu Trung Quốc tự nguyện hạn chế xuất khẩu ô tô

EU yêu cầu Trung Quốc tự nguyện hạn chế xuất khẩu ô tô

Liên minh châu Âu (EU) đã đề nghị Trung Quốc tự nguyện hạn chế xuất khẩu ô tô hybrid như một phần của thỏa thuận nhằm ngăn chặn một cuộc chiến thương mại, trong bối cảnh căng thẳng giữa hai bên gia tăng trước khi các cuộc họp quyết định diễn ra vào tháng tới tại Bắc Kinh.
Tesla bị điều tra

Tesla bị điều tra

Taxi không người lái (Robotaxi) của Tesla đang đứng trước loạt trở ngại khi mô hình này nhanh chóng bị Cơ quan NHTSA Mỹ điều tra khi vừa chính thức vận hành chưa đầy 2 tuần.
Tesla mở công ty tại Việt Nam: Bán xe hay tính chuyện xây nhà máy?

Tesla mở công ty tại Việt Nam: Bán xe hay tính chuyện xây nhà máy?

Việc Tesla của tỷ phú Elon Musk chính thức lập pháp nhân tại Việt Nam lập tức làm dấy lên câu hỏi liệu hãng xe điện của tỷ phú Elon Musk có tính tới một nhà máy sản xuất. Tuy nhiên, nhìn vào ngành nghề đăng ký kinh doanh, bước đi trước mắt của Tesla dường như nghiêng nhiều hơn về nhập khẩu, phân phối và bán lẻ ô tô.
Bỉ thử nghiệm giao hàng bằng drone

Bỉ thử nghiệm giao hàng bằng drone

Trong khi Walmart đã giao thành công kiện hàng thứ một triệu bằng drone tại bốn bang của Mỹ từ hồi tháng 5 và Amazon đang chuẩn bị mở rộng dịch vụ giao hàng trên không tới gần 500 thành phố, thì Bỉ cũng đang dần bắt kịp xu hướng này với những bước đi thận trọng hơn.
Kỹ năng xuống dốc hầm đỗ xe an toàn

Kỹ năng xuống dốc hầm đỗ xe an toàn

Dốc hầm đỗ xe tại các chung cư, trung tâm thương mại thường có độ dốc lớn, không gian hẹp, nhiều khúc cua và tầm nhìn bị hạn chế. Trong khi đó, mặt sàn có thể ẩm ướt, trơn trượt, khiến việc kiểm soát tốc độ và hướng di chuyển trở nên khó khăn hơn. Chỉ một thao tác phanh hoặc đánh lái thiếu chính xác cũng có thể khiến phương tiện mất ổn định.
Cuộc đua robotaxi tại Mỹ

Cuộc đua robotaxi tại Mỹ

Amazon và Alphabet đang đẩy nhanh cuộc đua robotaxi tại Mỹ khi Zoox và Waymo đồng loạt công bố kế hoạch mở rộng dịch vụ xe tự hành sang nhiều thành phố mới.
Ô tô ít sử dụng: Làm gì để tránh hỏng lốp, cạn ắc quy?

Ô tô ít sử dụng: Làm gì để tránh hỏng lốp, cạn ắc quy?

Xe không thường xuyên vận hành vẫn có thể xuống cấp do lốp mất áp suất, ắc quy tự xả điện, nhiên liệu biến chất hoặc dầu động cơ suy giảm chất lượng. Bảo dưỡng đúng cách sẽ giúp phương tiện luôn trong trạng thái sẵn sàng và hạn chế những chi phí sửa chữa không đáng có.
Hyundai Santa Fe facelift sắp ra mắt

Hyundai Santa Fe facelift sắp ra mắt

Hyundai Santa Fe thế hệ thứ 5 đang chuẩn bị cho bản nâng cấp giữa vòng đời sau khoảng ba năm kể từ khi ra mắt. Những hình ảnh xe thử nghiệm gần đây cho thấy mẫu SUV 7 chỗ có thể được làm mới đáng kể về thiết kế, đồng thời mở rộng lựa chọn hệ truyền động điện hóa.
Đèn pha tự động trên ô tô nhận biết trời tối bằng cách nào?

Đèn pha tự động trên ô tô nhận biết trời tối bằng cách nào?

Không cần người lái bật công tắc, đèn pha tự động có thể nhận biết trời tối, xe vào hầm hay ánh sáng môi trường suy giảm nhờ cảm biến quang học. Trên những mẫu xe hiện đại, hệ thống này còn có thể tự điều chỉnh vùng chiếu sáng để hạn chế chói mắt.
Xin chào,
Tôi là Chatbot của
Báo Hà Tĩnh
Hãy hỏi tôi bất kỳ điều gì bạn cần biết về
Báo Hà Tĩnh nhé. Tôi sẵn sàng hỗ trợ!