Thanh Thúy
Well-known member
Trung Quốc đang đạt đến tầm cao mới trong việc đa dạng hóa các loại hóa chất pin được sử dụng trong xe điện. Quốc gia này hiện đang dẫn đầu trong các phân loại phụ về hóa chất dựa trên lithium, như niken-mangan-coban (NMC), niken-nhôm-coban (NCA) và lithium-sắt-phosphate (LFP). Đầu năm nay, công ty điện lực China Southern Power Grid thậm chí đã triển khai pin ion natri để lưu trữ năng lượng cố định. Mới đây, CATL, nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới, tuyên bố đã đạt được cấp độ mới về hiệu suất của pin ion natri trong môi trường thời tiết khắc nghiệt.
Pin natri-ion thế hệ thứ hai của CALT có thể xả bình thường ngay cả ở nhiệt độ -40 độ C
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 các chu kỳ sạc và xả. Các nghiên cứu cho thấy pin natri-ion có thể loại bỏ các đặc điểm khó chịu của lithium-ion: Ít có nguy cơ mất kiểm soát nhiệt hơn, chúng có thể hoạt động ở nhiều nhiệt độ khác nhau và quan trọng là chi phí của natri hydroxit, một nguyên liệu thô chính, thấp hơn nhiều so với lithium-hydroxit.
Pin natri-ion đã được đưa vào sản xuất tại Trung Quốc. Những chiếc xe sử dụng loại pin này bao gồm Yiwei EV do JAC do Volkswagen hậu thuẫn sản xuất và JMEV EV3. Phát biểu tại Hội nghị thượng đỉnh các nhà khoa học trẻ thế giới, nhà khoa học trưởng của CATL Wu Kai cho biết các cell pin natri-ion thế hệ thứ hai của họ có thể xả bình thường ngay cả ở nhiệt độ -40 độ C, theo một số báo cáo của phương tiện truyền thông địa phương Trung Quốc. Điều đó có nghĩa là những chiếc xe điện có loại pin như vậy sẽ không bị giảm phạm vi hoạt động trong điều kiện nhiệt độ lạnh giá. Điều này có thể giúp giải quyết một số lo ngại còn tồn tại liên quan đến hiệu suất thời tiết khắc nghiệt của pin. Chúng sẽ ra mắt vào năm 2025 tại Trung Quốc, với dự kiến sản xuất hàng loạt vào năm 2027.
Nhiệt độ cực cao và cực thấp đều là kẻ thù của pin lithium-ion. Trong điều kiện cực lạnh, các quá trình hóa học bên trong cell pin chậm lại, vì các ion lithium không thể di chuyển tự do như ở nhiệt độ bình thường. Tương tự như cách nước phải vật lộn để chảy qua các đường ống đóng băng, năng lượng điện trong pin lạnh phải đối mặt với nhiều lực cản hơn. Điều này dẫn đến phạm vi lái xe thấp hơn, thời gian sạc lâu hơn và việc tiếp xúc lâu với nhiệt độ khắc nghiệt thậm chí có thể ảnh hưởng đến tình trạng pin lâu dài. Các ion natri giải quyết được vấn đề này vì chúng có khả năng phục hồi tốt hơn nhiều.
Theo một số lần mổ xẻ, các cell 4680 NCM của Tesla trong một số mẫu xe Model Y đời mới có mật độ năng lượng ước tính lên tới 296 watt-giờ trên một kilôgam. Pin natri-ion có mật độ năng lượng thấp hơn. Mặc dù CATL chưa tiết lộ mật độ năng lượng của các cell pin mới, nhưng theo báo cáo, họ đặt mục tiêu đạt được con số 200 Wh/kg, một mục tiêu khó khăn vì ngay cả pin LFP cũng chỉ mới đạt được con số đó gần đây. Con số đó chỉ phù hợp với các loại xe điện tầm thấp hoặc các loại xe giá rẻ. Một số báo cáo cũng tuyên bố rằng pin natri-ion dự kiến sẽ thay thế 20-30% pin LFP trong một số ứng dụng được chọn.
Một nghiên cứu được công bố trên Thư viện Y khoa Quốc gia của chính phủ Hoa Kỳ gọi pin natri-ion là "ngôi sao đang lên". Các công ty pin lớn như CATL, BYD và Northvolt của Thụy Điển đã đầu tư và phát triển các loại pin thế hệ tiếp theo này. Vì vậy, dù theo cách nào thì có một điều rõ ràng: tương lai của hóa học pin không hướng đến một hướng duy nhất mà có khả năng sẽ áp dụng hỗn hợp các loại hóa chất được thiết kế riêng cho các trường hợp sử dụng cụ thể.
Pin natri-ion thế hệ thứ hai của CALT có thể xả bình thường ngay cả ở nhiệt độ -40 độ C
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 các chu kỳ sạc và xả. Các nghiên cứu cho thấy pin natri-ion có thể loại bỏ các đặc điểm khó chịu của lithium-ion: Ít có nguy cơ mất kiểm soát nhiệt hơn, chúng có thể hoạt động ở nhiều nhiệt độ khác nhau và quan trọng là chi phí của natri hydroxit, một nguyên liệu thô chính, thấp hơn nhiều so với lithium-hydroxit.
Pin natri-ion đã được đưa vào sản xuất tại Trung Quốc. Những chiếc xe sử dụng loại pin này bao gồm Yiwei EV do JAC do Volkswagen hậu thuẫn sản xuất và JMEV EV3. Phát biểu tại Hội nghị thượng đỉnh các nhà khoa học trẻ thế giới, nhà khoa học trưởng của CATL Wu Kai cho biết các cell pin natri-ion thế hệ thứ hai của họ có thể xả bình thường ngay cả ở nhiệt độ -40 độ C, theo một số báo cáo của phương tiện truyền thông địa phương Trung Quốc. Điều đó có nghĩa là những chiếc xe điện có loại pin như vậy sẽ không bị giảm phạm vi hoạt động trong điều kiện nhiệt độ lạnh giá. Điều này có thể giúp giải quyết một số lo ngại còn tồn tại liên quan đến hiệu suất thời tiết khắc nghiệt của pin. Chúng sẽ ra mắt vào năm 2025 tại Trung Quốc, với dự kiến sản xuất hàng loạt vào năm 2027.
Nhiệt độ cực cao và cực thấp đều là kẻ thù của pin lithium-ion. Trong điều kiện cực lạnh, các quá trình hóa học bên trong cell pin chậm lại, vì các ion lithium không thể di chuyển tự do như ở nhiệt độ bình thường. Tương tự như cách nước phải vật lộn để chảy qua các đường ống đóng băng, năng lượng điện trong pin lạnh phải đối mặt với nhiều lực cản hơn. Điều này dẫn đến phạm vi lái xe thấp hơn, thời gian sạc lâu hơn và việc tiếp xúc lâu với nhiệt độ khắc nghiệt thậm chí có thể ảnh hưởng đến tình trạng pin lâu dài. Các ion natri giải quyết được vấn đề này vì chúng có khả năng phục hồi tốt hơn nhiều.
Theo một số lần mổ xẻ, các cell 4680 NCM của Tesla trong một số mẫu xe Model Y đời mới có mật độ năng lượng ước tính lên tới 296 watt-giờ trên một kilôgam. Pin natri-ion có mật độ năng lượng thấp hơn. Mặc dù CATL chưa tiết lộ mật độ năng lượng của các cell pin mới, nhưng theo báo cáo, họ đặt mục tiêu đạt được con số 200 Wh/kg, một mục tiêu khó khăn vì ngay cả pin LFP cũng chỉ mới đạt được con số đó gần đây. Con số đó chỉ phù hợp với các loại xe điện tầm thấp hoặc các loại xe giá rẻ. Một số báo cáo cũng tuyên bố rằng pin natri-ion dự kiến sẽ thay thế 20-30% pin LFP trong một số ứng dụng được chọn.
Một nghiên cứu được công bố trên Thư viện Y khoa Quốc gia của chính phủ Hoa Kỳ gọi pin natri-ion là "ngôi sao đang lên". Các công ty pin lớn như CATL, BYD và Northvolt của Thụy Điển đã đầu tư và phát triển các loại pin thế hệ tiếp theo này. Vì vậy, dù theo cách nào thì có một điều rõ ràng: tương lai của hóa học pin không hướng đến một hướng duy nhất mà có khả năng sẽ áp dụng hỗn hợp các loại hóa chất được thiết kế riêng cho các trường hợp sử dụng cụ thể.