Anode silicon dường như đang dẫn đầu cuộc đua thương mại hóa công nghệ pin thế hệ tiếp theo dành cho xe điện. Những lời bàn tán xung quanh cực dương làm từ silicon, hứa hẹn cải thiện công suất và sạc nhanh hơn cho xe điện, đã gia tăng những tháng gần đây, trong bối cảnh cơn sốt xung quanh pin thể rắn lắng dần.
Gia tăng doanh số bán xe điện tiếp tục thúc đẩy nhu cầu về pin, thôi thúc các hãng ô tô hợp tác với nhiều nhà sản xuất pin trên con đường điện khí hóa hoàn toàn. Trong khi một số OEM (nhà sản xuất thiết bị gốc) ký hợp đồng với các nhà phát triển pin thể rắn, các hãng ô tô như Mercedes, Porsche và GM lại đặt cược lớn vào silicon và mong chờ tính đột phá đằng sau xe điện.
Một báo cáo gần đây từ công ty tư vấn IDTechEx cho thấy triển vọng của silicon tiên tiến là rất lớn trong việc cải thiện các lĩnh vực quan trọng của hiệu suất pin. Tuy nhiên, chi phí cũng cần được giải quyết để có thể áp dụng rộng rãi.
Venkat Srinivasan, giám đốc Trung tâm hợp tác khoa học lưu trữ năng lượng tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, cho biết cực dương silicon dường như có lợi thế hơn so với pin thể rắn. “Silicon dường như đang dẫn đầu ít nhất là vào thời điểm này, nhưng chúng tôi vẫn chưa thương mại hóa bất kỳ loại nào trong số chúng”.
Srinivasan cho biết 5 năm trước, pin silicon-anot có tuổi thọ khoảng 1 năm, nhưng dữ liệu gần đây dường như cho thấy độ bền của loại vật liệu này đã được cải thiện đáng kể. Dự đoán tuổi thọ sẽ tăng từ 3-4 năm.
Theo Srinivasan, pin thể rắn, từ lâu được coi là ‘chén thánh’ của bền vững, vẫn còn một chặng đường dài trước khi có thể sánh ngang với những tiến bộ gần đây mà cực dương silicon đạt được. Về mặt lý thuyết, anode silicon cung cấp mật độ năng lượng gấp 10 lần than chì, loại vật liệu thường được sử dụng trong pin hiện nay. Tuy nhiên, những vật liệu này thường bị phân hủy nhanh khi sử dụng nhiều silicon.
Rory McNulty, nhà phân tích nghiên cứu cấp cao tại Benchmark Mineral Intelligence, chia sẻ với CNBC qua email rằng: “Anode silicon và pin thể rắn là hai xu hướng công nghệ mới nổi trên thị trường pin EV nhằm mục đích mở rộng ranh giới của các cell pin hiệu suất cao”.
McNulty cho biết, thông thường hiệu suất pin tốt hơn sẽ phải trả giá bằng tuổi thọ hoặc độ an toàn. Ví dụ, cực dương silicon sẽ phồng lên đáng kể trong quá trình sạc, làm giảm tuổi thọ của pin.
So sánh với điều này, McNulty cho biết pin thể rắn được cho là có thể cải thiện đáng kể độ ổn định, đồng thời khắc phục được những thách thức khi sử dụng vật liệu có mật độ năng lượng cao như silicon và lithium.
Như tên gọi của nó, pin thể rắn chứa chất điện phân rắn, được làm từ các vật liệu như gốm sứ. Điều đó làm cho chúng khác với pin lithium-ion thông thường, chứa chất điện phân lỏng.
Toyota và Nissan của Nhật Bản đều đang đặt mục tiêu đưa pin thể rắn vào sản xuất hàng loạt trong những năm tới, trong khi SAIC Motor Corp của Trung Quốc tuyên bố vào đầu tháng 9 rằng thương hiệu MG của mình sẽ trang bị pin thể rắn trong vòng 12 tháng tới.
Georgi Georgiev, nhà phân tích nguyên liệu thô cho pin tại công ty tư vấn Fastmarkets, chia sẻ với CNBC qua email rằng: “Anode silicon hứa hẹn sẽ là công nghệ thế hệ tiếp theo trong lĩnh vực anode, cung cấp giải pháp sạc nhanh hơn”.
Georgiev cho biết một số công ty trong ngành đã tìm hiểu về tiềm năng của anode silicon, từ các nhà cung cấp anode lâu năm ở Trung Quốc và Hàn Quốc cho đến các công ty mới như ProLogium của Đài Loan và các nhà sản xuất Group14 của Mỹ.
Theo Group 14, vật liệu để chế tạo ra pin xe điện của họ hiệu quả hơn công nghệ hiện đại. Điều này cho phép cung cấp nhiên liệu cho pin mạnh hơn cho các nhà sản xuất ô tô như Porsche. Một số giám đốc trong ngành cho biết pin silicon giúp sạc cực nhanh, một đặc điểm giúp xe điện trở nên tiện dụng hơn.
“Nhiều đơn vị đã bắt đầu nhận ra sự phát triển của công nghệ pin mới. Họ có thể gia nhập hoặc đứng một chỗ nhìn các đối thủ đua nhau phát triển”, CEO Group 14 - Rick Luebbe cho biết trong một cuộc phỏng vấn.
Nhiều công ty và nhà đầu tư đang đổ tiền vào lĩnh vực này, với hy vọng được hưởng lợi từ Đạo luật Giảm lạm phát. Đạo luật này đã thúc đẩy các khoản đầu tư hàng tỷ USD vào nhà máy sản xuất pin từ những gã khổng lồ trong ngành như Toyota Motor Corp và những công ty mới nổi như Freyr Battery.
“Đặc biệt là ở phương Tây, những tiến bộ trong lĩnh vực anode silicon được coi là cơ hội chiến lược để bắt kịp Trung Quốc”, Georgiev cho biết. “Tuy nhiên, vẫn có những thách thức kỹ thuật đáng kể đối với cực dương silicon 100% như sự giãn nở của silicon ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin”.
Nhà sản xuất pin Đài Loan ProLogium đã ra mắt pin anot silicon đầu tiên trên thế giới tại Triển lãm ô tô Paris vào tháng trước. Họ cho biết hệ thống pin sạc nhanh mới không chỉ vượt trội hơn pin lithium-ion truyền thống về hiệu suất và hiệu quả sạc, mà còn tối ưu về “những thách thức quan trọng của ngành”.
ProLogium, trích dẫn dữ liệu thử nghiệm, cho biết pin anode silicon 100% của họ có thể sạc từ 5% đến 60% chỉ trong 5 phút và đạt 80% trong 8,5 phút. Sự tiến bộ này là “thành tựu chưa từng có trong thị trường EV cạnh tranh”, giúp giảm thời gian sạc và mở rộng phạm vi hoạt động của EV.
Georgiev của Fastmarkets cho biết dấu hỏi lớn về việc thương mại hóa anode silicon nằm ở chi phí sản xuất. Liệu có nhà sản xuất nào vừa có thể sản xuất vật liệu ở quy mô lớn, chất lượng, vừa đưa ra được mức giá cạnh tranh.
Theo: WSJ, CNBC