Hiện tại, không có giải pháp khả thi nào cho vấn đề ngắt kết nối pin thể rắn do giai đoạn nghiên cứu và phát triển đang diễn ra, điều này đặt ra nhiều thách thức về kỹ thuật, kinh tế và thương mại chưa được giải quyết. Với những hạn chế về kỹ thuật hiện tại, sản xuất hàng loạt vẫn là một mục tiêu xa vời và pin thể rắn vẫn chưa có trên thị trường.
Điều gì cản trở sự phát triển của pin thể rắn?
Pin thể rắnsử dụng chất điện phân rắn thay vì chất điện phân lỏng có trong chất điện phân truyền thốngpin lithium-ion. Pin lithium lỏng thông thường bao gồm bốn thành phần thiết yếu: điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân và bộ tách. Ngược lại, pin thể rắn sử dụng chất điện phân rắn thay vì chất điện phân lỏng thông thường.
Với tiềm năng to lớn của công nghệ pin thể rắn này, tại sao nó vẫn chưa được đưa ra thị trường? Bởi vì quá trình chuyển đổi từ phòng thí nghiệm sang thương mại hóa phải đối mặt với hai thách thức:khả thi về mặt kỹ thuậtVàkhả năng kinh tế.
- 1. Khả thi về mặt kỹ thuật: Cốt lõi của pin thể rắn là thay thế chất điện phân lỏng bằng chất điện phân rắn. Tuy nhiên, việc duy trì sự ổn định tại giao diện giữa chất điện phân rắn và vật liệu điện cực là một thách thức đáng kể. Tiếp xúc không đủ có thể dẫn đến tăng điện trở, do đó làm giảm hiệu suất của pin. Ngoài ra, chất điện phân rắn có độ dẫn ion thấp hơn và chậm hơnion lititính di động, dẫn đến tốc độ sạc và xả chậm hơn.
- Hơn nữa, quy trình sản xuất phức tạp hơn. Ví dụ, chất điện phân rắn sunfua phải được sản xuất trong điều kiện bảo vệ bằng khí trơ để ngăn chặn phản ứng hơi ẩm trong không khí tạo ra khí độc. Quy trình tốn kém và đầy thách thức về mặt kỹ thuật này hiện đang cản trở tính khả thi của sản xuất hàng loạt. Hơn nữa, điều kiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm thường khác biệt đáng kể so với môi trường thực tế, khiến nhiều công nghệ không thể đạt được kết quả mong đợi.
- 2. Khả năng kinh tế:Chi phí của pin thể rắn cao hơn nhiều lần so với pin lithium lỏng truyền thống và con đường thương mại hóa đầy rẫy khó khăn. Mặc dù về mặt lý thuyết, nó có độ an toàn cao hơn, nhưng trên thực tế, chất điện phân rắn có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao, dẫn đến hiệu suất pin giảm hoặc thậm chí hỏng.
- Ngoài ra, các nhánh cây có thể hình thành trong quá trình sạc và xả, xuyên thủng bộ tách, gây ra đoản mạch và thậm chí là nổ, khiến vấn đề an toàn và độ tin cậy trở thành vấn đề quan trọng. Hơn nữa, khi quy trình sản xuất quy mô nhỏ được mở rộng để sản xuất công nghiệp, chi phí sẽ tăng vọt.
Khi nào pin thể rắn sẽ xuất hiện?
Pin thể rắn dự kiến sẽ tìm thấy ứng dụng chính trong các thiết bị điện tử tiêu dùng cao cấp, xe điện quy mô nhỏ (EV) và các ngành công nghiệp có yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất và an toàn, chẳng hạn như hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, các loại pin thể rắn hiện có trên thị trường vẫn đang trong giai đoạn đầu của tiếp thị khái niệm.
Các công ty ô tô nổi tiếng vànhà sản xuất pin lithiumnhư SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD và EVE đang tích cực phát triển pin thể rắn. Tuy nhiên, dựa trên lịch trình sản xuất mới nhất của họ, khả năng sản xuất hàng loạt pin thể rắn quy mô lớn sẽ không thể bắt đầu trước năm 2026-2027 sớm nhất. Ngay cả Toyota cũng đã phải sửa đổi mốc thời gian của mình nhiều lần và hiện có kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2030.
Điều quan trọng cần lưu ý là mốc thời gian cung cấp pin thể rắn có thể thay đổi do nhiều yếu tố như thách thức về công nghệ và sự chấp thuận của cơ quan quản lý.
Những cân nhắc chính cho người tiêu dùng
Trong khi theo dõi chặt chẽ những tiến bộ trongpin lithium thể rắnlĩnh vực này, điều quan trọng là người tiêu dùng phải luôn cảnh giác và không bị lung lay bởi thông tin hời hợt. Mặc dù những cải tiến thực sự và đột phá công nghệ đáng để mong đợi, nhưng chúng cần thời gian để xác minh. Chúng ta hãy hy vọng rằng khi công nghệ tiến bộ và thị trường trưởng thành, các giải pháp năng lượng mới an toàn và giá cả phải chăng hơn sẽ xuất hiện trong tương lai.
⭐ Nhấp vào bên dưới để tìm hiểu thêm về pin thể rắn:
Thời gian đăng: 30-10-2024