Pin LFP: Vì sao hàng loạt ông lớn xe điện chuyển sang công nghệ rẻ hơn?

Được biết đến với giá cả phải chăng, an toàn và độ bền cao, pin LFP ngày càng được các nhà sản xuất ô tô hàng đầu như Tesla, Ford và BYD ưa chuộng. Không giống như pin nicken-coban-mangan (NCM) truyền thống, pin LFP loại bỏ nhu cầu sử dụng các vật liệu đắt tiền và quý hiếm như coban và niken, khiến chúng trở thành lựa chọn bền vững và tiết kiệm chi phí hơn.

Sự gia tăng phổ biến này không phải là không có lý do. Pin LFP mang lại sự kết hợp hấp dẫn giữa các lợi ích, bao gồm độ ổn định nhiệt cao, tuổi thọ chu kỳ dài và giảm tác động đến môi trường.

Chúng phù hợp với mục tiêu của các nhà sản xuất ô tô trong việc giảm chi phí sản xuất, tinh giản chuỗi cung ứng và đạt được các mục tiêu bền vững đầy tham vọng. Tuy nhiên, pin LFP cũng có những hạn chế, chẳng hạn như mật độ năng lượng thấp hơn, ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động và hiệu suất. Mặc dù có những sự đánh đổi này, những ưu điểm của chúng đang định hình lại bối cảnh xe điện, đặc biệt là đối với các loại xe giá rẻ và thị trường đại chúng.

Ưu điểm của pin LFP

Pin LFP có tuổi thọ cao, chịu được 2.000–5.000 chu kỳ sạc hoặc hơn, ngay cả khi xả sâu thường xuyên, đảm bảo hiệu suất lâu dài đáng tin cậy. Ngoài ra, việc không sử dụng các vật liệu đắt tiền như coban và niken giúp chúng có giá cả phải chăng hơn.

Một trong những ưu điểm nổi bật của pin LFP là độ an toàn vượt trội. Khả năng chống quá nhiệt đảm bảo chúng vẫn ổn định ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, lý tưởng cho các ứng dụng mà an toàn là tối quan trọng, chẳng hạn như xe điện, lưu trữ năng lượng tái tạo và hệ thống công nghiệp. Ưu điểm về an toàn này là một yếu tố quan trọng trong việc ngày càng nhiều ngành công nghiệp sử dụng chúng.

Một lợi ích đáng kể khác là tuổi thọ chu kỳ dài, giúp giảm nhu cầu thay thế thường xuyên. Với khả năng chịu được hàng nghìn chu kỳ sạc và xả, pin LFP mang lại độ tin cậy vượt trội và tiết kiệm chi phí theo thời gian. Độ bền này làm cho chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu hiệu suất ổn định, chẳng hạn như lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện và đội xe điện thương mại.

Pin LFP cũng có lợi thế về môi trường và kinh tế. Việc không sử dụng coban và niken không chỉ làm giảm chi phí sản xuất mà còn giải quyết các vấn đề đạo đức liên quan đến việc khai thác các vật liệu này. Giá cả phải chăng giúp chúng dễ tiếp cận với các thị trường nhạy cảm về giá, chẳng hạn như xe điện cấp thấp và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.

Độ ổn định nhiệt tuyệt vời cho phép chúng hoạt động hiệu quả trong môi trường nhiệt độ cao. Hiệu suất ổn định của chúng trong nhiều điều kiện khác nhau đảm bảo độ tin cậy trong các ứng dụng đa dạng, từ viễn thông đến lưới điện năng lượng tái tạo. Mặc dù mật độ năng lượng của chúng thấp hơn so với một số loại pin thay thế khác, nhưng sự kết hợp giữa an toàn, tuổi thọ và giá cả phải chăng đã đưa pin LFP trở thành nền tảng của các giải pháp năng lượng bền vững, thúc đẩy sự đổi mới trong nhiều ngành công nghiệp.

Nhược điểm của pin LFP

Ngoài ra, mật độ năng lượng thấp hơn dẫn đến phạm vi hoạt động ngắn hơn so với các loại pin lithium-ion khác, khiến chúng kém lý tưởng hơn cho các xe điện có phạm vi hoạt động dài hoặc tập trung vào hiệu suất.

Một hạn chế khác của pin LFP là kích thước và trọng lượng lớn hơn so với các loại pin thay thế như pin niken-coban-nhôm (NCA) hoặc pin niken-mangan-coban (NMC). Do mật độ năng lượng thấp hơn, cần nhiều cell hơn để đạt được cùng mức năng lượng đầu ra, điều này có thể làm tăng trọng lượng và thể tích tổng thể của bộ pin.

Điều này có thể là một nhược điểm trong các ứng dụng mà không gian và trọng lượng là yếu tố quan trọng, chẳng hạn như xe điện hiệu suất cao hoặc các thiết bị nhỏ gọn. Ngoài ra, mặc dù pin LFP tiết kiệm chi phí về nguyên vật liệu, nhưng chi phí sản xuất ban đầu của chúng có thể cao hơn do cần các kỹ thuật sản xuất tiên tiến và thiết bị chuyên dụng. Điều này có thể gây khó khăn cho các nhà sản xuất khi chuyển đổi từ các loại pin lithium-ion khác.

Pin LFP ít phù hợp hơn cho các ứng dụng yêu cầu mật độ năng lượng hoặc công suất đầu ra cao, chẳng hạn như hàng không hoặc xe điện hiệu suất cao. Mặc dù những tiến bộ trong công nghệ đang giải quyết những hạn chế này, pin LFP hiện vẫn phù hợp nhất cho các ứng dụng ưu tiên an toàn, tuổi thọ và chi phí hơn là tính nhỏ gọn và phạm vi hoạt động. Bất chấp những thách thức này, những ưu điểm của chúng thường vượt trội hơn so với nhược điểm, đặc biệt là ở các thị trường mà an toàn và giá cả phải chăng là những ưu tiên hàng đầu.

Tại sao các nhà sản xuất xe điện đang chuyển sang sử dụng pin LFP?

Tesla đã tích hợp pin LFP vào các mẫu xe Model 3 và Model Y phiên bản tiêu chuẩn, tận dụng lợi thế về chi phí thấp và độ bền để thu hút người mua trên thị trường đại chúng. Chiến lược này cho phép Tesla cung cấp mức giá cạnh tranh trong khi vẫn đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất mà người tiêu dùng mong đợi. Ford và BYD cũng đã áp dụng công nghệ LFP, với BYD dẫn đầu trong sản xuất pin LFP.

Vị trí dẫn đầu của BYD trong lĩnh vực này đã cho phép hãng cung cấp không chỉ cho xe của riêng mình mà còn cho các nhà sản xuất ô tô khác, giúp phổ biến việc sử dụng pin LFP trên toàn thế giới.

Ford thì đã bắt đầu sử dụng pin LFP trong xe điện của mình để giảm chi phí và cải thiện khả năng tiếp cận, giúp xe điện trở nên phải chăng hơn đối với nhiều người mua. GM, hợp tác với LG Energy, đang nghiên cứu công nghệ pin LFP để đa dạng hóa các lựa chọn pin, đảm bảo có thể phục vụ nhiều phân khúc thị trường khác nhau đồng thời giảm sự phụ thuộc vào coban và niken.

Ngoài chi phí và độ an toàn, pin LFP đơn giản hóa chuỗi cung ứng bằng cách loại bỏ sự phụ thuộc vào các vật liệu khan hiếm và đắt tiền, chẳng hạn như coban và niken.

Điều này cũng hỗ trợ các mục tiêu ESG (Môi trường, Xã hội và Quản trị) bằng cách giảm tác động đến môi trường và giải quyết các vấn đề liên quan đến hoạt động khai thác mỏ.

Bằng cách chuyển sang sử dụng pin LFP, các nhà sản xuất ô tô có thể giảm thiểu những vấn đề này đồng thời cải thiện uy tín về tính bền vững của họ. Những yếu tố này làm cho pin LFP trở thành một lựa chọn hấp dẫn đối với các nhà sản xuất ô tô đang tìm kiếm sự cân bằng giữa giá cả phải chăng, tính bền vững và khả năng mở rộng.

Ngoài ra, việc áp dụng pin LFP cho phép các nhà sản xuất ô tô phòng ngừa rủi ro trước sự biến động của thị trường nguyên liệu thô. Giá coban và niken chịu ảnh hưởng bởi căng thẳng địa chính trị, thiếu hụt nguồn cung và nhu cầu ngày càng tăng từ các ngành công nghiệp ngoài xe điện.

Bằng cách dựa vào công nghệ pin LFP, các nhà sản xuất ô tô có thể ổn định chi phí sản xuất và đảm bảo chuỗi cung ứng dễ dự đoán hơn. Sự ổn định này rất quan trọng khi thị trường xe điện phát triển nhanh chóng, với các nhà sản xuất đang chạy đua để đáp ứng các mục tiêu điện khí hóa đầy tham vọng.

Hơn nữa, tuổi thọ cao và độ ổn định nhiệt cao của pin LFP khiến chúng trở nên lý tưởng cho xe điện đại chúng và xe thương mại. Khả năng chịu được hàng nghìn chu kỳ sạc mà không bị suy giảm đáng kể đảm bảo chi phí bảo trì thấp hơn và độ tin cậy cao hơn theo thời gian.

Độ bền này đặc biệt hấp dẫn cho các ứng dụng thương mại, chẳng hạn như xe giao hàng và đội xe chia sẻ chuyến đi, nơi các phương tiện phải chịu tải trọng sử dụng hàng ngày cao.

Khi các nhà sản xuất ô tô tiếp tục mở rộng sản xuất xe điện, sự kết hợp giữa giá cả phải chăng, an toàn và độ tin cậy mà pin LFP mang lại đã định vị chúng như một nền tảng cho tương lai của ngành công nghiệp này.

Theo S&P Global, “giá pin lithium-ion (Li-ion) cho xe điện đã giảm mạnh trong vài năm qua, chủ yếu do giá các kim loại quan trọng trong pin giảm: Lithium, coban và niken. Giá của pin LFP thấp hơn hơn 20% so với pin niken coban mangan (NCM). Giá trung bình của một pin LFP chỉ dưới 60 USD/kWh vào năm 2024”.

Tính bền vững & nguồn nguyên liệu thô

Bằng cách loại bỏ nhu cầu về các vật liệu này, công nghệ LFP giúp giảm sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng không ổn định và giảm thiểu thiệt hại môi trường do việc khai thác gây ra. Sự thay đổi này rất quan trọng khi nhu cầu toàn cầu về xe điện ngày càng tăng, gây áp lực lên nguồn cung các khoáng sản quan trọng.

Sự dồi dào của sắt và phốt phát, các vật liệu chính được sử dụng trong pin LFP, càng làm tăng thêm sức hấp dẫn của chúng. Sắt và phốt phát có sẵn rộng rãi và không đắt tiền, làm cho pin LFP tiết kiệm chi phí hơn và có thể mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt. Sự dồi dào của chúng đảm bảo chuỗi cung ứng ổn định, giảm thiểu rủi ro biến động giá cả và tình trạng thiếu hụt thường ảnh hưởng đến thị trường coban và niken. Khả năng tiếp cận này cũng hỗ trợ việc áp dụng rộng rãi hơn xe điện, đặc biệt là ở các thị trường mới nổi, nơi giá cả phải chăng là yếu tố then chốt.

Theo Báo cáo Triển vọng Khoáng sản Quan trọng Toàn cầu năm 2025 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), cực âm LFP (Lithium Iron Phosphate) đang có tiềm năng chiếm thị phần ngày càng tăng trong thị trường pin xe điện, nhờ tính hiệu quả về chi phí, độ an toàn và giảm sự phụ thuộc vào các khoáng sản quan trọng như coban và niken.

IEA nhấn mạnh rằng "sản xuất cực âm LFP hoàn toàn do Trung Quốc thống trị, chiếm 98% công suất sản xuất toàn cầu vào năm 2024", sự thống trị này được tạo điều kiện bởi các khoản trợ cấp của nhà nước và các thỏa thuận bằng sáng chế thuận lợi. Điều này nhấn mạnh vị thế chiến lược của Trung Quốc trong chuỗi cung ứng pin xe điện.