Xe điện chỉ cần sạc một lần chạy được tới 1.000km, công nghệ pin Trung Quốc chứng tỏ vượt trội

Xe điện Trung Quốc và bước tiến từ pin lithium siêu năng lượng

Một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Thiên Tân (Trung Quốc) vừa công bố loại pin lithium kim loại có mật độ năng lượng hơn 600Wh/kg, gấp đôi so với pin xe điện hiện đại nhất hiện nay. Thành tựu này, được đăng tải trên tạp chí Nature, đánh dấu bước tiến quan trọng trong nỗ lực nâng cấp công nghệ lưu trữ năng lượng, vốn được coi là nút thắt lớn nhất của thị trường xe điện.

Để so sánh, pin 4680 do Tesla sản xuất đạt khoảng 300Wh/kg, còn pin Blade của BYD dừng ở mức 150Wh/kg. Loại pin mới thậm chí vượt cả mục tiêu 400Wh/kg trong kế hoạch “Made in China 2025” của Bắc Kinh. Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể giúp xe điện chạy tới 1.000 km sau một lần sạc, thay vì chỉ 400 đến 500 km như hiện nay.

Ngoài dung lượng vượt trội, loại pin mới còn gây chú ý nhờ khả năng an toàn. Các thử nghiệm cho thấy pin chịu được nhiệt độ thấp, chống cháy nổ và không bị hư hại khi bị đâm thủng bằng đinh. Đặc biệt, chất điện phân bổ sung flo giúp pin ổn định nhiệt và không bắt lửa ngay cả khi tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa.

Nhóm nghiên cứu do ông Hồ Văn Bân dẫn đầu cho biết, họ đã áp dụng một phương pháp thiết kế chất điện phân hoàn toàn mới, phá vỡ cách tiếp cận solvat hóa truyền thống. Thông qua phân tích dữ liệu lớn và học máy, nhóm xác định được loại muối lithium và dung môi tối ưu, tạo ra sự cân bằng tốt hơn giữa mật độ năng lượng và tuổi thọ pin.

Dây chuyền sản xuất thử nghiệm đã được triển khai tại thành phố cảng Thiên Tân. Các viên pin từ đây đã được lắp đặt trên ba mẫu máy bay không người lái, kéo dài thời gian hoạt động thêm gần 3 lần. Sau khi lắp ráp thành bộ pin Pack480 dung lượng 3.904Wh, hệ thống này chứng minh khả năng cung cấp năng lượng ổn định sau nhiều chu kỳ sạc, vượt trội hơn hầu hết pin hiện có.

Cuộc đua đổi pin và triển vọng phát triển xe điện

Trong khi các viện nghiên cứu tập trung phát triển pin thế hệ mới, các tập đoàn lớn tại Trung Quốc lại chạy đua xây dựng hạ tầng đổi pin. CATL, nhà sản xuất pin hàng đầu thế giới đặt mục tiêu hoàn thành 1.000 trạm đổi pin trong năm nay, mở rộng lên 10.000 trạm vào năm 2028, đủ sức phục vụ 1 triệu xe điện mỗi ngày. Bên cạnh đó, CATL còn đầu tư vào hệ thống đổi pin cho xe tải hạng nặng, hỗ trợ điện hóa các tuyến vận tải chính.

Tại thực tế, công nghệ đổi pin đã trở nên quen thuộc với người dùng xe điện Nio. Hãng này hiện vận hành hơn 3.000 trạm đổi pin trên khắp Trung Quốc. Chỉ với vài thao tác đơn giản, xe điện tự động di chuyển vào đúng vị trí, cánh tay robot tháo pin cũ và lắp pin mới chỉ trong 3 phút. Toàn bộ quy trình kiểm tra phần cứng, phần mềm đều tự động, giúp xe sẵn sàng vận hành ngay sau đó.

Giới phân tích cho rằng, đổi pin và sạc nhanh không loại trừ nhau mà có thể bổ trợ lẫn nhau. Ông Duo Fu, chuyên gia tại Rystad Energy, cho rằng đổi pin giúp tận dụng biến động giá điện trong ngày, trong khi sạc nhanh đòi hỏi hạ tầng truyền tải lớn. Cả hai công nghệ song song sẽ góp phần giảm tải cho lưới điện và nâng cao trải nghiệm người dùng.

Sự phát triển đồng thời của công nghệ pin và hạ tầng đổi pin diễn ra trong bối cảnh thị trường xe điện Trung Quốc bùng nổ. Doanh số xe điện năm nay dự kiến sẽ vượt xe xăng lần đầu tiên. Để hỗ trợ, chính phủ Trung Quốc đặt mục tiêu xây dựng 100.000 trạm sạc nhanh đến năm 2027, đồng thời trợ cấp tới 40% chi phí đầu tư trạm đổi pin tại các đô thị lớn như Thượng Hải.

Việc Trung Quốc vừa thúc đẩy nghiên cứu pin lithium siêu năng lượng, vừa đầu tư vào đổi pin và sạc nhanh cho thấy một chiến lược toàn diện. Điều này không chỉ củng cố vị thế quốc gia dẫn đầu về xe điện, mà còn định hình xu hướng toàn cầu trong nhiều năm tới.