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 kỹ thuật, kinh tế và thương mại chưa được giải quyết. Với những hạn chế về mặt kỹ thuật hiện nay, việc sản xuất hàng loạt vẫn là một mục tiêu xa vời và pin thể rắn vẫn chưa có mặt trên thị trường.
Điều gì cản trở sự phát triển pin thể rắn?
Pin trạng thái rắnsử dụng chất điện phân rắn thay vì chất điện phân lỏng như thông thườngpin 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 phân tách. Ngược lại, pin thể rắn sử dụng chất điện phân rắn thay vì chất lỏng thông thường.
Với tiềm năng to lớn của công nghệ pin thể rắn này, tại sao nó vẫn chưa được giới thiệu ra thị trường? Bởi vì quá trình chuyển đổi từ phòng thí nghiệm sang thương mại hóa phải đối mặt với hai thách thức:tính khả thi về mặt kỹ thuậtVàkhả năng kinh tế.
- 1. Tính 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 ở bề mặt tiếp xúc 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 hơn.ion lithiumdi động, dẫn đến tốc độ sạc và xả chậm hơn.
- Hơn nữa, quá 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. Quá trình chi phí cao và đầy thách thức về mặt kỹ thuật này hiện đang cản trở tính khả thi của việc 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 như mong đợi.
- 2. Khả năng kinh tế:Giá thành của pin thể rắn cao hơn nhiều lần so với pin lithium lỏng truyền thống và con đường thương mại hóa gặp nhiều 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 hỏng ở nhiệt độ cao, dẫn đến hiệu suất pin giảm hoặc thậm chí bị hỏng.
- Ngoài ra, đuôi gai có thể hình thành trong quá trình sạc và xả, xuyên qua dải phân cách, gây đoản mạch và thậm chí gây nổ, khiến độ an toàn và độ tin cậy trở thành một vấn đề quan trọng. Hơn nữa, khi quy trình sản xuất quy mô nhỏ được mở rộng sang 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 các ứng dụng chính trong 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, pin thể rắn hiện có trên thị trường vẫn đang trong giai đoạn đầu của quá trình tiếp thị ý tưởng.
Các hãng 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, việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn trên quy mô lớn khó có thể bắt đầu sớm nhất trước năm 2026-2027. Ngay cả Toyota cũng đã phải điều chỉnh lại mốc thời gian nhiều lần và hiện có kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2030.
Điều quan trọng cần lưu ý là thời gian cung cấp pin thể rắn có thể thay đổi do nhiều yếu tố khác nhau như thách thức công nghệ và sự chấp thuận theo quy định.
Những cân nhắc chính cho người tiêu dùng
Trong khi theo dõi chặt chẽ những tiến bộ trongpin lithium trạng thái rắnlĩnh vực này, điều quan trọng là người tiêu dùng phải luôn cảnh giác và không bị lung lay bởi những thông tin hời hợt. Mặc dù những đổi mới thực sự và những đột phá về công nghệ đáng được mong đợi nhưng chúng cần có 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 hơn 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