Nissan đạt bước đột phá với pin thể rắn gấp đôi phạm vi xe điện

Biểu tượng Nissan tại trụ sở ở Yokohama, Nhật Bản. Ảnh: AFP/TTXVN

Sự phát triển này là bước tiến đáng kể trong nỗ lực thương mại hóa ASSB của hãng sản xuất ô tô này vào năm tài chính 2028. Nhật Bản đã dẫn đầu trong việc phát triển ASSB, nhưng sự cạnh tranh với các đối thủ nước ngoài ngày càng trở nên gay gắt khi nhiều công ty tìm cách phát triển các kỹ thuật sản xuất hàng loạt.

ASSB dành cho xe điện được lắp ráp bằng cách kết hợp nhiều “cell”, đơn vị cấu trúc nhỏ nhất của pin. Các cell pin nguyên mẫu của Nissan hiện đã đạt được mục tiêu hiệu suất đặt ra để thương mại hóa.

So với pin lithium-ion hiện có, ASSB lưu trữ năng lượng gấp đôi trên mỗi đơn vị thể tích, nghĩa là một chiếc xe điện sử dụng pin cùng kích thước có thể di chuyển quãng đường xa gấp đôi. Pin mới cũng có thể sạc công suất cao hơn, giảm thời gian sạc xuống còn 1/3 so với hiện nay.

Ắc quy xe bao gồm các thành phần như điện cực và chất điện phân giúp tạo điều kiện cho các ion di chuyển giữa các điện cực, tạo ra dòng điện trong quá trình sạc và xả.

Không giống như chất điện phân lỏng thông thường, ASSB sử dụng vật liệu rắn, tránh các phản ứng phụ không mong muốn và cho phép hoạt động ổn định ngay cả ở nhiệt độ cao. Với sự linh hoạt hơn trong việc lựa chọn vật liệu, việc cải thiện hiệu suất tổng thể của pin cũng dễ dàng hơn.

Nissan đã đạt được mục tiêu hiệu suất của mình bằng cách tận dụng công nghệ sản xuất điện cực từ đối tác Mỹ, công ty khởi nghiệp LiCAP Technologies.

Cực dương của pin Nissan sử dụng một chất kết dính dạng sợi đóng vai trò như chất keo dán. Do chất kết dính này không bao phủ bề mặt của vật liệu hoạt tính, nó giúp các ion di chuyển hiệu quả hơn. Để sử dụng loại chất kết dính này, Nissan đã áp dụng quy trình sản xuất được gọi là công nghệ “điện cực khô”.

Công nghệ điện cực khô loại bỏ nhu cầu sấy khô trong quá trình sản xuất, giúp giảm chi phí. Tuy nhiên, quy trình này đòi hỏi kỹ thuật cao. Nhờ sử dụng công nghệ điện cực khô của LiCAP, Nissan đã có thể sản xuất ra sản phẩm chất lượng cao.

LiCAP có ít kinh nghiệm với các dây chuyền sản xuất quy mô lớn. Việc thương mại hóa đòi hỏi khả năng sản xuất điện cực chất lượng cao một cách nhanh chóng và nhất quán.

Nissan đã vận hành dây chuyền sản xuất thử nghiệm kể từ tháng 1, nhằm mục đích thiết lập các kỹ thuật sản xuất hàng loạt để chuyển đổi từ sản xuất cell pin sang sản xuất toàn bộ pin.

Nhà sản xuất ô tô này đang nhắm đến mức giá 75 USD cho mỗi kilowatt giờ, thấp hơn khoảng 30% so với giá pin trung bình toàn cầu vào năm 2024. Nếu Nissan có thể cung cấp pin tầm xa, sạc nhanh và giá rẻ, hãng sẽ khuấy đảo thị trường xe điện hiện tại.

Các công ty Nhật Bản đang dẫn đầu trong việc phát triển ASSB. Các nhà sản xuất ô tô trong nước đang dồn nguồn lực vào phát triển nhằm giành lại thị phần đã mất vào tay các đối thủ Trung Quốc, hiện nắm giữ 70% thị phần pin ô tô toàn cầu.

Toyota Motor dự kiến sẽ hợp tác với Idemitsu Kosan bắt đầu sản xuất hàng loạt pin ASSB sớm nhất là vào năm tài chính 2027. Hai bên đang phát triển công nghệ sản xuất hàng loạt và chuỗi cung ứng cho chất điện phân rắn. Honda Motor, công ty đã đầu tư 43 tỷ yen (281 triệu USD) để xây dựng một trong những dây chuyền sản xuất pin ASSB lớn nhất thế giới, đang đặt mục tiêu sản xuất hàng loạt vào cuối thập niên này.

Tại Mỹ, công ty khởi nghiệp QuantumScape thuộc Volkswagen đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất hàng loạt sớm nhất là vào năm 2026 với công suất hàng năm là 5 gigawatt-giờ. Tại Trung Quốc, tập đoàn nhà nước SAIC Motor có kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt pin ASSB sớm nhất là vào năm sau.