Hiện nay, pin Lithium-ion (li-ion) sử dụng chất điện phân lỏng và có các lớp phân cách giữ cho điện cực dương không tiếp xúc với điện cực âm. Trong đó chất điện phân dễ bay hơi và dễ cháy ở nhiệt độ cao. Điều này làm cho xe điện sử dụng pin li-ion dễ bị hỏa hoạn và rò rỉ hóa chất hơn.

Pin thể rắn sử dụng các lớp chất điện phân rắn mỏng, mang các ion lithium giữa các điện cực. Hiện tại, pin thể rắn được sử dụng trong các thiết bị như máy điều hòa nhịp tim và đồng hồ thông minh.

Pin thể rắn sẽ làm cho xe điện tốt hơn như thế nào? - ảnh 1
Một kỹ sư của Solid Power nắm giữ hai tế bào pin thể rắn được sản xuất cho BMW và Ford tại một dây chuyền sản xuất thử nghiệm của Hoa Kỳ. Nguồn:  Reuters


Các chuyên gia cho biết, việc sản xuất hàng loạt loại pin thể rắn trên thị trường cho xe điện sẽ mất từ 3 đến 5 năm nữa. Chúng có khả năng an toàn và ổn định hơn so với pin li-ion lỏng.

Pin thể rắn có thể chứa nhiều năng lượng hơn so với pin li-ion lỏng, giúp tăng tốc độ chuyển từ xe chạy xăng sang xe điện vì người lái xe không cần phải dừng xe thường xuyên để sạc xe.

Các nhà sản xuất ô tô và các công ty công nghệ đã sản xuất từng tế bào pin li-ion trạng thái rắn trong phòng thí nghiệm, nhưng cho đến nay vẫn chưa thể mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt.

Các chuyên gia cho biết hiện tại, một tế bào thể rắn có giá cao hơn khoảng tám lần so với pin li-ion lỏng.

Tập đoàn ô tô Toyota của Nhật Bản là một trong những công ty đi đầu trong việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn và có ý định bắt đầu sản xuất vào thời gian tới.

Ngoài nghiên cứu nội bộ, Toyota đã hợp tác với Panasonic của Nhật Bản để phát triển các năng lượng này với liên doanh Prime Planet Energy & Solutions.

Bên cạnh đó, Volkswagen của Đức đã đầu tư vào công ty sản xuất pin QuantumScape của Mỹ do Bill Gates hậu thuẫn, nhằm mục đích giới thiệu pin vào năm 2024 cho xe EV của Volkswagen và cuối cùng là cho các nhà sản xuất ô tô khác. Volkswagen cho biết pin sẽ cung cấp phạm vi hoạt động nhiều hơn khoảng 30% so với pin ở dạng lỏng và sạc đến 80% dung lượng trong 12 phút, tức là chưa bằng một nửa thời gian của các tế bào li-ion sạc nhanh nhất hiện nay.

Ngoài ra, Ford Motor và BMW AG đã đầu tư vào công ty khởi nghiệp Solid Power, cho biết công nghệ trạng thái rắn của họ có thể cung cấp mật độ năng lượng cao hơn 50% so với pin lithium-ion hiện tại. Ford dự kiến sẽ cắt giảm 40% chi phí pin vào giữa thập kỷ này. 

Được biết, Hyundai Motor của Hàn Quốc cũng cho biết đã đầu tư vào công ty khởi nghiệp SolidEnergy Systems, có kế hoạch sản xuất hàng loạt pin thể rắn vào năm 2030. 

Samsung SDI, một chi nhánh của Samsung Electronics cũng đang nghiên cứu phát triển pin thể rắn.

Tuy nhiên, công ty dẫn đầu thị trường xe điện Tesla Inc cho đến nay vẫn chưa cho biết họ muốn phát triển hoặc sử dụng pin thể rắn trong ô tô của mình.