Pin thể rắn của Toyota: Đạt tuổi thọ 40 năm và khả năng tái sử dụng xuyên thế hệ

Pin thể rắn (SSB) từ lâu được xem là giải pháp then chốt cho tương lai của ngành xe điện. Tại Triển lãm Di động Nhật Bản, Toyota đã đưa ra tuyên bố gây chú ý khi cho biết pin xe điện thế hệ tiếp theo của hãng được thiết kế để có tuổi thọ lên tới 40 năm. Loại pin này không chỉ vượt xa tuổi thọ trung bình của một chiếc ô tô mà còn có thể tháo rời để lắp vào những chiếc xe mới, thay đổi hoàn toàn cách tiếp cận trong sản xuất và sử dụng xe điện hiện nay.

Bước đột phá về tuổi thọ vượt xa vòng đời xe

Theo dữ liệu từ Toyota, tuổi thọ của pin thể rắn mới bền gấp khoảng 2,7 lần vòng đời trung bình của một chiếc xe chở khách tại Mỹ (tính đến năm 2025 là 14,5 năm). Điều này đồng nghĩa với việc pin sẽ không còn là một bộ phận “hao mòn nhanh” và đòi hỏi thay thế tốn kém sau một thập kỷ sử dụng.

Ông Keiji Kaita, Chủ tịch Trung tâm Phát triển Kỹ thuật Tiên tiến Trung hòa Carbon của Toyota, cho biết đối với pin lithium-ion hiện tại, mục tiêu phổ biến là duy trì 90% dung lượng sau 10 năm. Tuy nhiên, với công nghệ pin thể rắn, Toyota đặt mục tiêu giữ vững mức 90% dung lượng này sau 40 năm sử dụng, với mức suy giảm năng lượng tối thiểu theo thời gian.

Ưu thế kỹ thuật và bài toán chi phí dài hạn

Mặc dù Toyota thừa nhận chi phí ban đầu của pin thể rắn có thể cao hơn so với pin lithium-ion truyền thống, nhưng lợi thế về tuổi thọ cực dài sẽ giúp tối ưu chi phí trong dài hạn. Khi một bộ pin có thể hoạt động bền bỉ qua nhiều đời xe, giá trị kinh tế và tác động môi trường đều được cải thiện rõ rệt nhờ giảm thiểu nhu cầu khai thác nguyên liệu và xử lý rác thải pin.

Về mặt kỹ thuật, pin thể rắn mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với pin dùng chất điện phân lỏng:

Phạm vi hoạt động: Khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn giúp xe đi được quãng đường xa hơn.
An toàn: Giảm thiểu tối đa nguy cơ cháy nổ nhờ cấu trúc vật lý ổn định.
Tốc độ sạc: Khả năng chịu được nhiều chu kỳ sạc-xả nhanh mà không gây hại cho cấu trúc pin.
Trọng lượng: Bộ pin nhỏ gọn và nhẹ hơn, giúp cải thiện hiệu suất vận hành của xe.

Dưới đây là bảng so sánh mục tiêu hiệu suất giữa các công nghệ pin:

Lộ trình thương mại hóa và những cái bắt tay chiến lược

Để hiện thực hóa mục tiêu này, Toyota đã thiết lập quan hệ hợp tác chiến lược với Idemitsu Kosan về chất điện phân và Sumitomo Metal Mining về vật liệu catốt. Sumitomo xác nhận sẽ ưu tiên cung ứng vật liệu cho Toyota trước khi phân phối cho các đối tác khác trong ngành.

Toyota dự kiến sẽ đưa pin thể rắn vào ứng dụng thương mại ban đầu trong giai đoạn 2027–2028. Mặc dù trước đây hãng từng cân nhắc sử dụng trên các dòng xe hybrid, nhưng định hướng mới nhất sẽ tập trung vào các mẫu xe thuần điện công suất cao và tầm hoạt động xa. Nhiều chuyên gia dự đoán, phiên bản thương mại của mẫu Lexus Electrified Sport Concept – mẫu xe kế nhiệm huyền thoại LFA – sẽ là cái tên đầu tiên được trang bị công nghệ pin mang tính cách mạng này.

So với các đối thủ, tham vọng của Toyota hiện đang dẫn đầu về con số. Tesla cho biết pin lithium-ion của họ có thể vận hành khoảng 322.000 km với mức duy trì 90% dung lượng, trong khi Samsung SDI đang thiết kế pin thể rắn với tuổi thọ khoảng 20 năm. Nếu Toyota thành công trong việc thương mại hóa pin 40 năm, thị trường xe điện toàn cầu chắc chắn sẽ bước vào một giai đoạn thay đổi mang tính nền tảng.

Tuệ Nhân