Giới chuyên mộn nhận định, pin thể rắn sẽ là chủ đề “nóng” của năm 2026. Đây là thời điểm công nghệ này được chuyển từ phòng thí nghiệm sang sản phẩm thực tế.
Idemitsu Kosan, tập đoàn lọc dầu lớn của Nhật Bản, đồng thời là đối tác của Toyota trong phát triển pin thể rắn thông báo, đã bắt đầu xây dựng cơ sở sản xuất chất điện phân rắn tiên tiến.
Nguồn chất điện phân rắn từ nhà máy này sẽ được sử dụng cho các bộ pin thể rắn của Toyota. Trước đó, Idemitsu Kosan đã đạt kết quả tích cực với hai cơ sở thử nghiệm quy mô nhỏ và kỳ vọng hoàn tất nhà máy thí điểm mới vào cuối năm 2027. Nếu dự án diễn ra đúng kế hoạch, Idemitsu Kosan có thể sản xuất vài trăm tấn chất điện phân rắn mỗi năm.
Không chỉ hợp tác với Idemitsu, Toyota còn bắt tay với Sumitomo Metal Mining, một tập đoàn khai khoáng của Nhật, nhằm đảm bảo nguồn vật liệu cathode hiệu suất cao. Đây là thành phần then chốt trong cell pin thể rắn, bên cạnh anode tiên tiến và chính chất điện phân.
Vào cuối năm 2023, Toyota đã công bố lộ trình ra mắt thế hệ pin thể rắn đầu tiên trên ô tô điện trong giai đoạn 2027-2028. Công nghệ này được kỳ vọng giúp xe điện đạt tầm hoạt động tối đa khoảng 1.000 km sau mỗi lần sạc và có thể sạc từ 10% lên 80% trong khoảng 10 phút. Song song đó, thế hệ thứ hai cũng đang được phát triển, với mục tiêu nâng tầm hoạt động lên 1.200 km, đồng thời tiếp tục rút ngắn thời gian sạc.
Công nghệ pin thể rắn sử dụng chất điện phân rắn, thay thế cho chất điện phân lỏng. Với thiết kế pin thể rắn, cả điện cực dương, điện cực âm và chất điện phân đều là những mảnh kim loại, hợp kim hoặc vật liệu tổng hợp ở thể rắn. Trong pin thể rắn, các cực dương, cực âm và chất điện phân được xếp thành ba lớp phẳng chồng lên nhau thay vì nhúng các điện cực trong chất điện phân lỏng. Điều đó có nghĩa, các nhà sản xuất sẽ tạo ra những viên pin có kích cỡ nhỏ hơn nhưng có mật độ năng lượng lớn hơn so với pin thể lỏng, giúp trọng lượng những chiếc ô tô điện có thể giảm tới 50% so với hiện nay. Chưa kể, pin thể rắn cũng an toàn hơn cho người sử dụng vì chúng không chứa chất lỏng dễ cháy, độc hại và có tuổi thọ cao hơn. Đặc biệt, loại pin này còn có tốc độ sạc nhanh hơn nhiều bởi các ion trong thiết kế rắn có thể di chuyển nhanh hơn từ cực âm đến cực dương.
Giới chuyên mộn nhận định, pin thể rắn sẽ là chủ đề “nóng” của năm 2026. Những loại pin thế hệ mới này hứa hẹn mật độ năng lượng cao, giúp xe điện có phạm vi hoạt động hơn 1.000 km và an toàn hơn. Năm 2026 là thời điểm pin thể rắn chuyển từ phòng thí nghiệm sang sản phẩm thực tế. Một số hãng xe đã lên kế hoạch thử nghiệm ô tô điện dùng pin thể rắn. Thời gian từ 2027 - 2030 là giai đoạn thương mại hóa công nghệ pin thể rắn.
Không chỉ có Toyota một số hãng xe khác như BYD, Hyundai, GM… cũng dự kiến cho ra thị trường những chiếc ô tô dùng pin thể rắn vào năm 2030.
Khi pin thể rắn phát triển, ngoài ô tô còn, các phương tiện điện khác như xe tải thương mại tầm xa, xe buýt đều hưởng lợi về phạm vi hoạt động và độ an toàn. Ngay cả máy bay cũng cần. Máy bay rất cần các bộ pin nhẹ cho những chuyến bay dài. Hai hãng CATL và Ganfeng của Trung Quốc đang phát triển các bộ pin thể rắn cho ngành hàng không. Ganfeng đã giới thiệu “pin hàng không 2.0” thể rắn, có dung lượng hơn 360 Wh/kg được thiết kế dành riêng cho máy bay không người lái. Ganfeng dự định sẽ cung cấp các mẫu pin thể rắn 500 Wh/kg cho máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng bằng điện. Nói tóm lại, taxi bay và máy bay không người lái giao hàng sẽ có những bước tiến vượt bậc về phạm vi hoạt động nhờ công nghệ này. Ngoài ra, pin thể rắn cũng có thể nằm trong hệ thống lưu trữ điện tại các nhà máy điện gió, mặt trời nhờ kích thước nhỏ gọn và độ tin cậy cao.
Vấn đề hiện tại của pin thể rắn là chi phí cao. Một bộ pin thể rắn đắt hơn khoảng 3-5 lần so với pin li-ion thông thường. Nguyên nhân là do đòi hỏi các vật liệu đặc biệt và quy trình sản xuất khắt khe. Mở rộng quy mô sản xuất pin thể rắn sẽ cần các nhà máy với đầu tư lớn. Ngay cả khi được thương mại hóa, đạt hiệu quả kinh tế về quy mô, pin thể rắn dự báo vẫn đắt hơn so với pin li-ion hiện nay.
