Bạn có biết: Tại sao pin xe điện lại đắt đỏ?

Việc đạt được mức giá đó - rẻ hơn khoảng 15.000 USD so với mẫu rẻ nhất của công ty hiện nay - được coi là rất quan trọng để cung cấp một sản phẩm thực sự cho thị trường đại chúng.

Tuy nhiên, để đạt được điều đó có nghĩa là cần phải tìm kiếm những khoản tiết kiệm mới về công nghệ - quan trọng nhất là pin có thể chiếm một phần ba chi phí của EV - mà không ảnh hưởng đến sự an toàn.

Bên cạnh Musk, những gã khổng lồ sản xuất ô tô truyền thống bao gồm Toyota Motor và Volkswagen đang rót hàng chục tỷ USD vào cuộc đua sản xuất pin xe điện.

Lý do pin xe điện có giá cao

Xe điện sử dụng cùng loại pin lithium-ion có thể sạc lại trong máy tính xách tay hoặc điện thoại di động của bạn, chúng chỉ lớn hơn nhiều - các tế bào được nhóm thành các gói giống như những chiếc vali lớn - để cho phép chúng cung cấp nhiều năng lượng hơn.

Thành phần đắt nhất trong mỗi tế bào pin là cực âm, một trong hai điện cực lưu trữ và giải phóng điện.

Các vật liệu cần thiết trong catốt để chứa nhiều năng lượng hơn thường đắt tiền: Các kim loại như coban, niken, liti và mangan. Chúng cần được khai thác, xử lý và chuyển đổi thành các hợp chất hóa học có độ tinh khiết cao.

Giá pin xe điện

Ở mức giá và kích cỡ gói hiện tại, chi phí pin trung bình cho một chiếc xe điện thông thường lên tới khoảng 6.300 USD.

Theo BloombergNEF, thực tế giá bộ pin đã giảm rất nhiều - 89% trong thập kỷ qua. Mức giá trung bình của ngành là 137 USD mỗi kilowatt giờ (từ khoảng 1.191 USD  năm 2010) vẫn cao hơn ngưỡng 100 USD mà tại đó chi phí phải phù hợp với một chiếc ô tô có động cơ đốt trong. Chi phí dự kiến ​​sẽ không tiếp tục giảm nhanh như vậy và giá nguyên liệu thô tăng cũng không giúp được gì.

Tuy nhiên, các gói lithium-ion đang trên đà giảm xuống còn 92 USD/kWh vào năm 2024, theo dự báo của BNEF và 58 USD/kWh vào năm 2030.

Pin xe điện sẽ rẻ hơn trong tương lai?

Trọng tâm chính của các nhà sản xuất là các mặt hàng đắt tiền nhất, đặc biệt là coban. Một lựa chọn là thay thế kim loại này bằng niken, rẻ hơn và chứa nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, làm như vậy đòi hỏi phải điều chỉnh an toàn, vì ưu điểm của coban là nó không quá nóng hoặc dễ bắt lửa.

Một động thái khác là sử dụng các chất thay thế hoàn toàn không chứa coban, chẳng hạn như pin lithium iron phosphate giá rẻ, từng gây nhiều tranh cãi gay gắt vì hiệu suất kém hơn nhưng đã giành được sự hồi sinh khi những thay đổi thiết kế mang lại những cải tiến.

Việc đơn giản hóa thiết kế bộ pin và sử dụng một sản phẩm tiêu chuẩn cho nhiều loại phương tiện - thay vì một bộ phù hợp với từng kiểu xe - sẽ giúp tiết kiệm thêm.

Rủi ro cháy nổ

Pin lithium-ion, dù được sử dụng trong các cơ sở lưu trữ cỡ lưới, ô tô hay các thiết bị như điện thoại thông minh, đều có thể bắt lửa nếu chúng được sản xuất kém, bị hư hỏng do tai nạn hoặc phần mềm chạy chúng không được thiết kế phù hợp.

Các sự cố vẫn còn hiếm, nhưng thu hút được sự giám sát rất lớn trong lĩnh vực vẫn đang phát triển.

Đơn cử là General Motors đã từng phải thông báo về việc tiến hành thu hồi hơn 100.000 mẫu xe Chevrolet Bolt trị giá 1,8 tỷ USD do lỗi pin đã cho thấy mức độ nghiêm trọng của việc rủi ro cháy nổ liên quan đến pin xe điện.

Các vụ hỏa hoạn hoặc sự cố quá nhiệt cũng từng ảnh hưởng đến các dự án lưu trữ năng lượng lớn ở Úc và California.

Đặc biệt, các đám cháy liên quan đến xe điện không dễ dập tắt. Cách đây chưa lâu các nhân viên cứu hỏa đã phải mất 4 giờ và hơn 113.560 lít nước để dập tắt chiếc Tesla Model S sau một vụ tai nạn chết người ở Texas.

Ở chiều ngược lại, Tesla khẳng định rằng các sự cố liên quan đến các mẫu xe điện đang thu hút sự chú ý quá mức.

Tuy nhiên, theo Báo cáo tác động năm 2020, ô tô sử dụng động cơ đốt trong (ICE) bắt lửa với tốc độ cao hơn “rất nhiều”.

Từ năm 2012 đến năm 2020, cứ 330 triệu km di chuyển thì có khoảng một vụ cháy xe Tesla, so với cứ 31 triệu km xe ICE lại có một vụ cháy.

Công ty nào là nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới?

Châu Á hiện thống trị việc sản xuất pin lithium-ion, chiếm hơn 80% công suất hiện có. Công ty Trung Quốc Contemporary Amperex Technology (CATL) đã xuất xưởng số lượng lớn nhất vào năm 2020, chiếm gần một phần tư thị trường.

Đến tháng 9/2021, hãng đã mở rộng vị trí dẫn đầu lên 30%, tiếp theo là LG Energy Solution của Hàn Quốc và Panasonic của Nhật Bản.

Liên doanh của Tesla và Panasonic là nhà sản xuất pin lớn nhất ở Mỹ.

Các nhà sản xuất mới nổi bao gồm Northvolt ở Thụy Điển, được thành lập bởi các cựu giám đốc điều hành của Tesla và Gotion High-tech ở Trung Quốc.

Các loại pin có giống nhau?

Về cơ bản các loại pin EV các thành phần giống nhau: Hai điện cực - cực âm và cực dương - và chất điện phân giúp vận chuyển điện tích giữa chúng.

Nhưng có sự khác biệt trong vật liệu được sử dụng và đó là chìa khóa cho lượng năng lượng mà chúng chứa.

Hệ thống lưu trữ điện lưới hoặc phương tiện di chuyển quãng đường ngắn có thể sử dụng hóa chất catốt rẻ hơn và ít mạnh hơn kết hợp lithium, sắt và phốt phát.

Đối với các phương tiện hiệu suất cao hơn, các nhà sản xuất ô tô ưa chuộng các vật liệu đậm đặc năng lượng hơn, chẳng hạn như oxit lithium-niken-mangan-coban hoặc oxit lithium-niken-coban-nhôm.

Các cải tiến tiếp theo đang tìm cách cải thiện phạm vi hoạt động - quãng đường xe có thể đi trước khi sạc lại - cũng như tốc độ sạc.