Ngành công nghiệp xe điện không phải là ngành duy nhất thúc đẩy công nghệ pin

Ngành công nghiệp xe điện hiện là động lực chính thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của pin và nó sẽ tiếp tục như vậy cho đến năm 2024.

Tuy nhiên, có một nhân tố mới hơn đang bắt đầu tác động đáng kể đến tương lai của công nghệ pin: hệ thống lưu trữ pin quy mô lưới (BSS). Là ứng dụng pin đời thứ hai hứa hẹn nhất, BSS sẽ ngày càng gắn bó với xe điện như động lực phát triển pin.

Một ví dụ điển hình về các chất hóa học thay thế là pin natri-ion (Na-ion). Pin natri-ion được phát hiện vào những năm 1980, nhưng tiềm năng thực sự của chúng chỉ mới được bộc lộ gần đây.

Thiết kế của chúng tương tự như pin lithium-ion, nhưng với natri thay cho lithium là thành phần hóa học chính. Natri có sẵn rộng rãi, chi phí thấp và thân thiện với môi trường, pin Na-ion rẻ hơn đáng kể so với Li-ion. Mặc dù pin Na-ion vẫn còn một số thách thức chính chưa được giải quyết, nhưng những gã khổng lồ sản xuất pin như CATL của Trung Quốc và Northvolt của Thụy Điển đã thể hiện sự quan tâm đến công nghệ này, một dấu hiệu cho thấy nó có thể sớm được sử dụng thương mại rộng rãi.

Cuộc chiến giữa cực âm NMC và LFP sẽ tiếp tục

Cuộc chiến giành quyền thống trị giữa hai loại pin có cực âm lithium-ion nổi bật sẽ tiếp tục vào năm 2024.

Phương Tây từ trước đến nay ưa chuộng pin niken mangan coban (NMC), trong khi Trung Quốc chiếm ưu thế về pin lithium sắt photphat (LFP). Phần lớn xe điện được bán ở Trung Quốc và Phương Tây ngày nay sử dụng cực âm NMC, nhưng LFP đang bắt đầu trở thành một đối thủ nặng ký. Tesla đang sử dụng một phần pin LFP, trong khi Ford và Volkswagen thông báo rằng họ đang xem xét cung cấp các mẫu xe điện sử dụng pin LFP.

Những điều thú vị từ pin thể rắn

Hầu hết pin lithium-ion ngày nay đều sử dụng chất điện phân lỏng, nhưng năm 2024, việc tìm kiếm pin thể rắn có thể đạt được những cột mốc mới thú vị. Việc thay thế chất điện phân lỏng bằng gốm rắn sẽ là một sự thay đổi pha theo nhiều cách, mở ra loại pin có mật độ năng lượng cao hơn, sạc nhanh hơn và cải thiện độ an toàn.

Một công ty đang tìm cách củng cố khả năng này là Quantumscape có trụ sở tại California. Được thành lập vào năm 2010, Quantumscape đã được cấp bằng sáng chế cho thiết kế pin thể rắn với “kiến trúc không cực dương và bộ tách gốm rắn độc quyền” mà công ty tuyên bố là sản xuất rẻ hơn, sạc nhanh hơn và bền hơn so với pin Li-ion cổ điển.

Quantumscape đã hợp tác với nhà sản xuất ô tô Đức Volkswagen và gần đây cho biết họ đang làm việc với một khách hàng giấu tên trong lĩnh vực sản xuất ô tô để phát triển “một bằng chứng quan trọng về ý tưởng phương tiện” cho các tế bào thể rắn thương mại của mình. Mặc dù chúng ta có thể sẽ không thấy xe điện chạy bằng pin thể rắn vào đầu năm tới, nhưng các nhà sản xuất ô tô sẽ chú ý đến công nghệ này vào năm 2024.

Ngành tái chế pin sẽ nóng lên

Khi ngành công nghiệp xe điện phát triển, chúng ta thấy ngày càng nhiều pin xe điện đã hết tuổi thọ. Do đó, chúng ta ngày càng nhận thấy sự quan tâm nhiều hơn đến việc phải làm gì với tất cả chúng. Tái chế pin sẽ là một chủ đề lớn giữa các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất và nhà hoạch định chính sách vào năm 2024.

Mối quan tâm ngày càng tăng đối với việc tái chế pin được thúc đẩy bởi mối lo ngại về sự sẵn có của các vật liệu chính và tác động môi trường của pin thải bỏ. Tái chế pin hết hạn sử dụng có thể làm giảm tác động đó đồng thời mang lại cơ hội tái sử dụng các vật liệu có giá trị như lithium. Tuy nhiên, việc tái chế pin không hề dễ dàng và các nhà nghiên cứu đang tích cực làm việc để làm cho quá trình này an toàn và hiệu quả hơn.

Mặc dù vậy, việc tái chế pin trong hoạt động kinh doanh đang bắt đầu nóng lên. Nhiều công ty đã thành lập các cơ sở tái chế pin ở Trung Quốc, Châu Âu, Mỹ, Canada và các nơi khác. Hiện vẫn còn thiếu các quy định, tiêu chuẩn và hướng dẫn về tái chế pin, mặc dù tiến độ đang được thực hiện.

Liên minh Châu Âu gần đây đã ban hành quy định liên quan đến pin và pin thải nhằm mục đích tái chế pin. Vào năm 2024, dự kiến sẽ có nhiều sự quan tâm hơn đến việc phát triển và tiêu chuẩn hóa quy trình tái chế.

Nhu cầu về các nguồn năng lượng sạch hơn, bền vững hơn đã làm nổi bật pin như chìa khóa cho cơ sở hạ tầng năng lượng trong tương lai. Các học viện, ngành công nghiệp và chính phủ trên thế giới đang háo hức tìm cách cải tiến công nghệ quan trọng này đồng thời làm cho nó an toàn và bền vững.