Một số xe điện Trung Quốc đã sử dụng pin natri-ion. Bây giờ họ hy vọng sẽ mở khóa được các cấp độ mới về hiệu suất trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt – Ảnh: CATL
Trung Quốc đang dẫn đầu trong việc đa dạng hóa các loại pin được sử dụng trong xe điện. Ngoài việc dẫn đầu trong các phân nhóm pin như NMC, NCA, LFP, nước này còn đang đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng pin natri.
Pin natri vẫn hoạt động tốt khi trời lạnh
Đầu năm nay, công ty điện lực nhà nước China Southern Power Grid đã triển khai pin natri để lưu trữ năng lượng tĩnh. Giờ đây, CATL – nhà sản xuất pin xe điện lớn nhất thế giới, cũng là một trong những đối tác của VinFast – tuyên bố đã đạt được bước đột phá mới về hiệu suất của pin natri trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Vai trò của ion natri tương tự như ion lithium, trong đó các ion mang điện tích di chuyển giữa các điện cực dương và âm trong chu kỳ sạc và xả.
Các nghiên cứu cho thấy pin natri có thể khắc phục những nhược điểm của pin lithium-ion như giảm nguy cơ cháy nổ, hoạt động ở nhiều nấc nhiệt và quan trọng là chi phí nguyên liệu natri hydroxit thấp hơn nhiều so với lithium hydroxit.
Mặc dù pin lithium-ion đang có lợi thế về quy mô sản xuất, pin natri vẫn được kỳ vọng sẽ là một giải pháp thay thế tiềm năng trong tương lai.
Quá nóng hay quá lạnh đều bị xem là kẻ thù của xe điện do có thể làm giảm tầm hoạt động. Trong ảnh là chiếc NIO ET9 giữa vùng tuyết trắng xóa – Ảnh: NIO
Pin natri đã được đưa vào sản xuất tại Trung Quốc và được sử dụng trong một số mẫu xe như Yiwei EV của JAC (được Volkswagen hậu thuẫn) và JMEV EV3.
Tại Hội nghị thượng đỉnh các nhà khoa học trẻ thế giới, nhà khoa học trưởng của CATL, ông Wu Kai, cho biết pin natri thế hệ thứ hai của họ có thể xả bình thường ngay cả ở nhiệt độ -40 độ C.
Điều này đồng nghĩa với việc xe điện sử dụng loại pin này sẽ không bị giảm phạm vi hoạt động trong điều kiện nhiệt độ lạnh giá.
CATL dự kiến sẽ ra mắt pin natri thế hệ mới này vào năm 2025 tại Trung Quốc và bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2027.
Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều là kẻ thù của pin lithium-ion. Trong điều kiện nhiệt độ cực lạnh, các quá trình hóa học bên trong pin diễn ra chậm hơn do ion lithium không thể di chuyển tự do như ở nhiệt độ bình thường.
Tương tự như việc nước khó chảy qua đường ống bị đóng băng, năng lượng điện trong “pin lạnh” cũng gặp nhiều “cản trở” hơn. Điều này dẫn đến phạm vi lái xe bị giảm, thời gian sạc lâu hơn và việc tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ khắc nghiệt thậm chí có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin.
Về mặt lý thuyết, ion natri giải quyết được vấn đề này nhờ khả năng chịu đựng tốt hơn.
Điểm trừ của pin natri là mật độ năng lượng không cao nên tầm hoạt động vốn có sẽ không quá dài. Trong ảnh là chiếc JAC Yiwei EV sử dụng pin natri – Ảnh: JAC
Pin xe điện natri có thay thế được pin lithium?
Pin natri của CATL có mật độ năng lượng thấp hơn so với pin lithium-ion. Theo trang InsideEVs, CATL đặt mục tiêu đạt mật độ năng lượng 200 Wh/kg cho pin natri thế hệ mới. Đây là mục tiêu đầy thách thức khi mà ngay cả pin LFP cũng mới chỉ đạt được con số này gần đây. Mật độ năng lượng này chỉ phù hợp với xe điện tầm ngắn hoặc các phiên bản tiêu chuẩn.
Một số báo cáo cho rằng điều đó đủ để pin natri dự kiến sẽ thay thế 20-30% pin LFP trong một số ứng dụng nhất định. Để so sánh, pin NCM 4680 của Tesla trong một số mẫu Model Y mới hơn có mật độ năng lượng ước tính 296 Wh/kg.
Một nghiên cứu được công bố trên Thư viện Y khoa quốc gia của Chính phủ Mỹ gọi pin natri là “ngôi sao đang lên”. Các tập đoàn pin lớn như CATL, BYD và Northvolt (Thụy Điển) đều đang đầu tư và phát triển loại pin thế hệ mới này.
Điều này cho thấy tương lai của công nghệ pin sẽ không chỉ tập trung vào một loại duy nhất mà sẽ là sự kết hợp của nhiều loại khác nhau, được thiết kế riêng cho từng trường hợp sử dụng cụ thể.
