Bí mật đằng sau sạc nhanh trên ô tô điện: Lợi ích và những rủi ro bạn cần biết

Trong quá trình phát triển xe điện (EV), khả năng sạc nhanh (DC fast charging) được coi là bước ngoặt giúp ô tô điện cạnh tranh trực tiếp với xe xăng. Thay vì phải chờ nhiều giờ, người dùng chỉ cần 20–30 phút để bổ sung đủ năng lượng cho hành trình dài.

Tuy nhiên, tốc độ luôn đi kèm đánh đổi: liệu sạc nhanh có làm giảm tuổi thọ pin hay gia tăng rủi ro an toàn? Câu trả lời đến từ các nghiên cứu quốc tế công bố trên nền tảng khoa học và dữ liệu thực tế đội xe.

Lợi ích của sạc nhanh

Lợi ích lớn nhất của sạc nhanh là giảm đáng kể thời gian chờ đợi. Công nghệ sạc nhanh dòng điện một chiều (DC) có thể sạc pin xe điện từ 10% lên 80% chỉ trong vòng 15-30 phút, một sự khác biệt lớn so với sạc chậm có thể mất nhiều giờ. Điều này giúp loại bỏ nỗi lo về "phạm vi hoạt động", cho phép người dùng thực hiện các chuyến đi đường dài một cách dễ dàng và thuận tiện hơn. Nó đóng vai trò then chốt trong việc giúp xe điện cạnh tranh với xe xăng, khuyến khích nhiều người tiêu dùng chuyển đổi sang phương tiện xanh hơn. Việc các hãng xe có trạm sạc nhanh sẽ giúp tăng tiện ích và tạo niềm tin lâu dài cho người dùng.

Sạc nhanh đang ngày càng xuất hiện nhiều trên các mẫu xe ô tô điện

Theo thông tin từ chương trình nghiên cứu “Extreme Fast Charge” của NREL cho thấy sạc nhanh giúp giảm “lo âu quãng đường” (range anxiety), tạo động lực để người dùng yên tâm lựa chọn xe điện thay vì xe xăng. Đây là yếu tố quan trọng trong chiến lược chuyển đổi năng lượng.

Mặt trái của sạc nhanh

Ngoài lợi ích đã kể trên, việc sạc nhanh với dòng điện lớn (C-rate cao) sẽ làm pin nóng lên. Nếu nhiệt độ không được kiểm soát, các phản ứng phụ bên trong cell sẽ diễn ra mạnh hơn, đẩy nhanh quá trình suy giảm dung lượng pin.

Sạc nhanh vẫn có những điều bất cập ảnh hưởng đến độ bền của pin

Mô hình của NREL ước tính sạc nhanh thường xuyên có thể khiến tuổi thọ pin giảm vài phần trăm trong vòng đời 10–15 năm – không lớn nhưng cần lưu ý ở những thị trường có điều kiện khí hậu nắng nóng.

Một khái niệm có vẻ vi mô nhưng lại ảnh hướng lớn đến pin của xe ô tô điện khi sạc nhanh. Đó chính là Lithium plating hay còn được biết đến với tên gọi là mạ lithium hoặc bám lithium. Đây là hiện tượng các nguyên tử lithium bị kết tủa và tích tụ trên bề mặt cực âm của pin lithium-ion, đặc biệt là pin LFP (Lithium Iron Phosphate).

Hiện tượng này xảy ra trong quá trình sạc pin, khi tốc độ sạc quá nhanh hoặc pin được sạc ở nhiệt độ thấp, dẫn đến sự hình thành các lớp kim loại lithium trên bề mặt than chì ở cực âm thay vì tích hợp hoàn toàn vào cấu trúc vật liệu.

Lithium plating làm giảm hiệu suất của pin, gây giảm dung lượng, tuổi thọ pin ngắn hơn và nguy cơ đoản mạch hoặc cháy nổ. Đây có lẽ là “điểm yếu” khiến nhiều người lo ngại khi sạc nhanh.

Ngoài ra, theo thử nghiệm của Idaho National Laboratory (Mỹ) đã cho thấy ở những nơi thời tiết lạnh, hệ thống quản lý pin tự động BSM sẽ giới hạn dòng sạc để bảo vệ cell, khiến sạc nhanh trở nên không còn nhanh. Còn ở những nơi có môi trường nắng nóng thì việc sạc nhanh liên tục có thể làm suy giảm tuổi thọ pin nhanh hơn nếu hệ thống làm mát pin không đủ mạnh.

Sạc nhanh không phải là “sát thủ với pin” như nhiều người lo ngại. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy, thi thoảng sử dụng sạc nhanh trong điều kiện phù hợp không gây ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ pin.

Sạc nhanh vẫn là một công nghệ giúp xe ô tô điện có thể dễ dàng tiếp cận khách hàng đại chúng

Ngoài ra cũng cần phải khẳng định rằng sạc nhanh là công nghệ không thể thiếu để thúc đẩy tương lai của xe điện. Nó mang lại sự tiện lợi và tốc độ, nhưng cũng đòi hỏi người dùng phải có thói quen sử dụng thông minh để bảo vệ "trái tim" của chiếc xe.

Hoàng Hải