Cuộc đua công nghệ pin trên xe điện - có loại sạc 5 phút đi 200 km

Khi xe điện ngày một phát triển, công nghệ pin cũng song hành với những bước tiến đáng kể. Sự phát triển của pin một mặt giúp giảm thời gian sạc và tăng phạm vi hoạt động, mặt khác góp phần giảm chi phí xe điện, giúp tiến trình phổ cập xe điện diễn ra thuận lợi hơn.

Bên cạnh hiệu suất, những vụ cháy xe điện cũng được nhắc đến rất nhiều khi phương tiện này bùng nổ, và hệ thống pin chính là thứ dễ cháy và khó dập tắt nhất. Các công nghệ pin mới cũng dần cải thiện được vấn đề này.

Pin Magazine của Aion

GAC Aion gọi công nghệ pin riêng của mình là "Magazine Battery", có nghĩa "băng đạn". Một cell pin có hình dáng giống như hộp đạn, nhưng dài hơn và có độ dày mỏng khác nhau tùy theo từng loại xe.

Cell pin "băng đạn" do Aion sản xuất.

Pin Magazine của Aion có cấu trúc pin hộc ngăn, sở hữu hệ thống quản lý pin BMS, thu thập thông tin liên tục với tần suất 10 lần/giây và cung cấp chế độ giám sát toàn thời gian.

Cell pin Magazine trang bị trên xe điện Aion có khả năng kháng nhiệt được gia tăng đến 30%. Ngoài ra, các lớp cách nhiệt hiệu suất cao được bổ sung, cho khả năng chịu nhiệt đến 1.400 độ C.

Các cell pin sẽ được xếp sát nhau và đóng thành khối đặt dưới sàn xe. Với cấu trúc riêng dành cho xe điện của Aion, phần khối pin sẽ không đặt ở sát đuôi xe như nhiều xe điện khác, để giảm khả năng hư tổn và cháy khi xảy ra va chạm.

Khối pin Magazine của Aion.

Aion cũng trang bị hệ thống làm mát 3D bao gồm thoát khói bên trên, thông gió bên hông và tản nhiệt, làm mát bằng chất lỏng bên dưới. Nhờ đó, diện tích trao đổi nhiệt của pin Magazine tăng 40%, còn hiệu suất trao đổi nhiệt cải thiện 30%.

Bộ pin Magazine của Aion chỉ bị hư hại một cell pin trong thử nghiệm kim đâm xuyên, giữ được cấu trúc nguyên vẹn, không phát sinh khói, lửa và không có vụ nổ.

Aion cũng thử nghiệm khối pin bị súng trường bắn vào với tốc độ 975.000 mm/s, khối pin Magazine không phát sinh lửa, không có vụ nổ dù cấu trúc bị hư hại và xuất hiện khói.

Theo nhà sản xuất, khoảng 1 triệu xe điện Aion đã sử dụng pin Magazine và chưa ghi nhận trường hợp nào cháy tự phát.

GAC Aion là thương hiệu xe điện sắp vào Việt Nam. Ba mẫu xe đầu tiên được Aion trình làng sẽ là Aion Y Plus, Aion ES và Aion Hyptec HT. Trong đó pin dành cho dòng sản phẩm Hyptec sẽ có hiệu suất cao hơn, giúp siêu xe SSR có thể tăng tốc 0-100 km/h trong 1,9 giây.

Pin CATL sạc 5 phút đi 200 km

Mới đây, CATL thông báo sẽ cùng liên doanh SAIC-GM trình làng công nghệ pin 6C, tức sở hữu khả năng sạc đầy dung lượng trong khoảng 10 phút.

Nhờ tốc độ sạc này, SAIC-GM và CATL cho biết loại pin mới sẽ cung cấp tầm hoạt động 200 km chỉ sau 5 phút kết nối với trụ sạc nhanh DC.

Pin 6C của CATL và SAIC-GM cho phép xe sạc đầy pin trong khoảng 10 phút. Ảnh: CATL.

Hiện, loại pin sạc nhanh nhất mà các nhà sản xuất ôtô Trung Quốc có thể trang bị là pin hệ số 5,5C, dự kiến bổ sung khoảng hơn 500 km vào phạm vi hoạt động sau 15 phút cắm sạc. Dòng pin này đã được Zeekr trang bị cho mẫu sedan 007.

Theo InsideEVs, General Motors có kế hoạch triển khai dòng pin LFP mới này vào năm 2025, dự kiến sử dụng trong kiến trúc điện Ultium 900 V của tập đoàn. Một số tính năng bổ sung cũng dự kiến xuất hiện song hành, chẳng hạn cấu trúc CTP hay công nghệ làm mát nâng cao.

Pin Blade của BYD

Blade (tạm dich là lưỡi dao) là tên gọi riêng cho hệ thống pin mà BYD tự sản xuất. Cell pin Blade của BYD có cấu trúc khá giống với cell pin Magazine của Aion, là một hình hộp dài và dẹt, với độ dày mỏng tùy theo mục đích sử dụng.

Một cell pin Blade của BYD.

Blade là loại pin LFP, tức bao gồm các thành phần lithium, sắt và phốt-pho, rẻ hơn so với những vật liệu đắt tiền khác như niken hay coban.

Theo đánh giá của nhiều nhà sản xuất, dòng pin LFP nói chung có tuổi thọ vượt trội, khi có thể nạp đến 70% dung lượng pin sau hơn 2.000 lần sạc/xả. Pin LFP còn mang đến khả năng di chuyển vượt trội cho xe điện, cao hơn khá nhiều so với các loại pin khác.

Với riêng pin Blade của BYD, cấu trúc đặc biệt giúp Blade sở hữu mức độ bền bỉ trước các bài kiểm tra gồm đâm xuyên, va đập mạnh hay quá nhiệt và quá tải. Đây được xem là ưu điểm của pin Blade so với mặt bằng chung của ngành công nghiệp pin hiện nay.

Mô hình pin Blade của BYD.

Trong đó, bộ pin Blade không phát khói hay bốc lửa khi trải qua bài kiểm tra đâm xuyên. Nhiệt độ bề mặt khối pin trong giai đoạn này chỉ dao động từ 30 độ C đến 60 độ C.

Các cell pin Blade không biến dạng, cháy nổ khi va đập mạnh từ nhiều phía. Pin Blade cũng có khả năng chịu nhiệt tối đa 300 độ C và sạc quá mức đến 10 V.

Hiện, BYD đang sản xuất pin Blade tại nhà máy FinDreams Battery (Trùng Khánh, Trung Quốc), diện tích khoảng 1 triệu m3 và công suất đạt 200 GWh vào năm 2022, dự kiến nâng lên thành 550 GWh vào năm 2025.

Trên BYD Han sắp ra mắt tại Việt Nam, bộ pin Blade có công suất 78,4 kWh với tổng cộng 178 cell pin. Các thử nghiệm cho thấy khối pin BYD Han sở hữu dung lượng khả dụng trên 90% sau 120.000 km vận hành hoặc sau 300-500 lần sạc xả.

Pin thể rắn

Một trong những công nghệ đáng chờ đợi nhất ở lĩnh vực pin sẽ là pin thể rắn.

Hiện, pin lithium-ion truyền thống sở hữu mật độ lưu trữ năng lượng khoảng 130-220 Wh trên mỗi kg trọng lượng pin.

Báo cáo từ CleanTechnica cho hay pin thể rắn có thể đạt đến mật độ lưu trữ 500 Wh/kg, tức cao hơn gấp đôi so với thông số của pin lithium-ion truyền thống.

Mật độ năng lượng của pin thể rắn cao hơn so với pin lithium-ion thông thường giúp giảm không gian trên xe dành cho bộ pin. Nhờ đó, xe điện cũng giảm trọng lượng và có thể đạt được hiệu suất hoạt động tốt hơn.

Pin thể rắn có thể là nhân tố quan trọng của sự phát triển xe điện trong tương lai. Ảnh: Factorial.

Theo Reuters, Toyota sẽ thương mại hóa pin thể rắn vào khoảng năm 2027-2028. Loại pin này có thể giúp xe điện di chuyển 1.000 km chỉ với 10 phút sạc.

Hãng xe Nio của Trung Quốc từng trang bị pin thể rắn dung lượng 150 kWh cho Nio ET7, nâng phạm vi hoạt động tối đa lên 1.000 km sau mỗi lần sạc đầy.

CATL được báo cáo là đang phát triển một loại pin bán rắn có khả năng cung cấp năng lượng cho cả máy bay chở khách chạy điện.

Gần đây, SAIC cho biết mẫu xe điện IM L6 trang bị pin thể rắn 133 kWh sở hữu phạm vi hoạt động tối đa xấp xỉ 1.000 km sau mỗi lần sạc đầy. Seadn điện này cũng có thể vận hành thêm khoảng 400 km chỉ với 12 phút sạc.

Mercedes-Benz cũng bắt tay với hãng pin Factorial để phát triển pin thể rắn có mật độ năng lượng đạt 450 Wh/kg, dự kiến triển khai trước năm 2030. Factorial cho hay loại pin này sẽ cải thiện 80% phạm vi hoạt động, đồng thời giảm trọng lượng, tăng hiệu suất vận hành cho xe điện.

Phúc Hậu