Toyota vừa thông báo ký thỏa thuận hợp tác với Sumitomo Metal Mining, công ty chuyên về khai khoáng và luyện kim, nhằm phát triển và sản xuất hàng loạt vật liệu cực dương (cathode) dành cho pin thể rắn (all-solid-state battery) cho xe điện. Đây là công nghệ pin thế hệ mới, được kỳ vọng tạo ra bước ngoặt trong ngành xe điện.
Theo công bố trên, hai bên đã cùng nghiên cứu từ năm 2021, tập trung vào việc tăng độ bền của vật liệu cathode trong chu kỳ sạc xả lặp lại nhiều lần, vốn là điểm yếu hiện tại của pin thể rắn. Bằng công nghệ tổng hợp bột độc quyền của Sumitomo Metal Mining, họ đã tạo ra loại vật liệu cực dương mới có độ bền cao, phù hợp cho sản xuất pin thể rắn.
Toyota cho biết mục tiêu của dự án là đưa xe điện dùng pin thể rắn ra thị trường trong giai đoạn 2027-2028, đồng thời tiếp tục cải thiện hiệu suất, chất lượng và giảm chi phí sản xuất để có thể thương mại hóa trên quy mô lớn.
Nguyên mẫu (prototype) pin thể rắn của Toyota. Ảnh: TMC
Trong xu hướng điện hóa của ngành xe, Toyota là hãng không tập trung toàn bộ nguồn lực vào xe thuần điện mà kết hợp nhiều giải pháp công nghệ để hướng tới trung hòa carbon như hybrid, hydro hay pin thể rắn. Tại thị trường Việt Nam, Toyota nằm trong số ít các hãng có dải sản phẩm phần lớn có cả phiên bản hybrid, và hãng cũng sẽ lắp ráp xe hybrid tại nhà máy ở Việt Nam vào 2027.
Ưu điểm và hạn chế của pin thể rắn
Pin thể rắn sử dụng chất điện giải ở dạng rắn thay vì chất lỏng như pin lithium-ion hiện nay. Cấu trúc này giúp pin có mật độ năng lượng cao hơn, cho phép xe đi được quãng đường xa hơn với cùng một lượng dung lượng pin. Ngoài ra, việc loại bỏ chất điện giải lỏng cũng giảm nguy cơ cháy nổ và tăng độ an toàn cho xe điện.
Ngoài ra, pin thể rắn còn có tiềm năng sạc nhanh hơn và hoạt động ổn định ở dải nhiệt độ rộng. Với mật độ năng lượng cao, các hãng xe có thể giảm kích thước và khối lượng bộ pin, giúp xe nhẹ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Tuy vậy, công nghệ này vẫn đối mặt với nhiều thách thức, như chi phí sản xuất đắt và quy trình phức tạp. Ngoài ra, sự giãn nở thể tích giữa các thành phần rắn khi sạc và xả có thể làm giảm tuổi thọ, độ bền của pin nếu không được kiểm soát tốt.
Toyota không phải là hãng duy nhất theo đuổi công nghệ pin thể rắn. Nissan, Honda, BMW và cả nhà sản xuất pin CATL đều có động thái đầu tư phát triển pin thể rắn trong những năm qua. Tuy nhiên, đến nay chưa có mẫu xe điện thương mại nào sử dụng hoàn toàn pin thể rắn, chủ yếu dừng ở mức thử nghiệm.
Hồ Tân
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống