Vào ngày 12 tháng 10, Idemitsu Kosan và Toyota thông báo rằng họ sẽ hợp tác cùng nhau để sản xuất hàng loạt pin thể rắn.
Hai công ty sẽ tìm cách phát triển các công nghệ sản xuất hàng loạt chất điện phân rắn—con đường cho các ion di chuyển giữa cực âm (+) và cực dương (-)—để cải thiện năng suất và thiết lập chuỗi cung ứng.
Toyota đặt mục tiêu thương mại hóa công nghệ này với các loại xe điện chạy pin (BEV) dự kiến ra mắt vào năm 2027-28.
Hai công ty này dẫn đầu thế giới về bằng sáng chế liên quan đến pin thể rắn và chất điện phân rắn sunfua được sử dụng để sản xuất chúng. Thông qua sự hợp tác chặt chẽ hơn, họ sẽ hướng tới việc thiết lập tiêu chuẩn toàn cầu.
Chủ tịch Toyota Koji Sato nhấn mạnh trong cuộc họp báo: “Đối với sự khởi đầu của giai đoạn sản xuất, điều quan trọng là sức mạnh hiện thực hóa”. “Làm việc cùng nhau sẽ nhân lên khả năng hiện thực hóa của chúng ta lên gấp nhiều lần.”
Lợi thế ba chiều của trạng thái rắn hoàn toàn
Pin sạc và xả khi các ion di chuyển giữa cực âm và cực dương. Trong hầu hết các trường hợp, chất điện phân đóng vai trò là đường đi của chúng là chất lỏng. Bằng cách cung cấp một đường đi chắc chắn, pin ở trạng thái rắn cho phép các ion di chuyển nhanh hơn.
Điều này rút ngắn thời gian sạc BEV, mở rộng phạm vi hành trình và tăng công suất.
Chủ tịch Sato chỉ ra rằng mật độ năng lượng cao hơn có thể giúp nâng cao hiệu suất cơ bản của xe.
“Ví dụ, thay vì phát triển phương tiện hoàn toàn xoay quanh khí động học, chúng tôi sẽ có nhiều quyền tự do hơn để tạo ra các thiết kế và không gian hấp dẫn cho phép đóng gói cabin tốt hơn.”
Công nghệ Idemitsu khắc phục nhược điểm
Trong khi đó, nhược điểm chính là độ bền của pin. Chu kỳ giãn nở và co lại liên tục trong quá trình sạc và xả có thể gây ra các vết nứt giữa chất điện phân rắn và cực âm/cực dương, làm giảm hiệu suất.
Idemitsu đã cùng Toyota giải quyết vấn đề này từ năm 2013.
Qua một thập kỷ thử nghiệm và sai sót, hai công ty đã kết hợp công nghệ của mình để phát triển vật liệu điện phân rắn linh hoạt, có độ bám dính cao và chống nứt.
Việc kết hợp chất điện phân mới này với vật liệu cực âm/cực dương và công nghệ pin của Tập đoàn Toyota đã đưa mối quan hệ hợp tác này đi trên con đường đạt được cả hiệu suất và độ bền.
Tại sao Idemitsu, một công ty nổi tiếng với các trạm xăng, lại phát triển công nghệ pin?
Chủ tịch Shunichi Kito giải thích.
“Trong cuộc khủng hoảng dầu mỏ những năm 1970, dầu mỏ được coi là nguồn tài nguyên hữu hạn và một ngày nào đó sẽ cạn kiệt. Một số người nói rằng nó sẽ cạn kiệt trong vòng 40 năm, vì vậy chúng tôi bắt đầu phát triển các nguồn năng lượng và vật liệu thay thế.”
“Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực, tìm cách tăng thêm giá trị và sử dụng dầu hiệu quả. Kết quả có thể được nhìn thấy ở một số doanh nghiệp ngày nay.”
Sự hợp tác gần đây nhất này tập trung vào chất điện phân rắn sunfua, có tiềm năng tạo ra dung lượng và sản lượng pin cao.
Các thành phần lưu huỳnh là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất dầu mỏ. Tính hữu dụng của chúng được phát hiện vào giữa những năm 1990, thúc đẩy nghiên cứu dẫn đến sự hợp tác này.
Để nghiên cứu sâu hơn một chút, Toyota nắm giữ bằng sáng chế về các thành phần của vật liệu. Đồng thời, thế mạnh của Idemitsu nằm ở khả năng công nghệ sản xuất vật liệu có khả năng chống nước, dẫn ion và linh hoạt cao.
Sự hợp tác này cho phép các công ty tích hợp công nghệ phát triển vật liệu của họ, công nghệ sản xuất vật liệu của Idemitsu và công nghệ sản xuất hàng loạt pin của Toyota—nói cách khác, nó sẽ tập hợp tất cả các khía cạnh của quy trình, từ vật liệu đến pin thành phẩm.
Tổng thống Sato đã nói về sức mạnh tổng hợp mà động thái này sẽ tạo ra.
“Tôi tin rằng khuôn khổ này rất quan trọng để thúc đẩy khả năng cạnh tranh quốc tế của ngành công nghiệp Nhật Bản. Thay vì coi các công ty khác là đối thủ, chúng ta cần trở nên cạnh tranh toàn cầu hơn. Để đạt được mục tiêu đó, chúng tôi đang theo đuổi sự cải tiến liên tục, tăng tốc độ cộng tác để mang lại kết quả nhanh nhất có thể.”
“Việc tích hợp toàn bộ quy trình vào vật liệu một phần là nhằm tăng tốc độ, nhưng nó cũng cho phép chúng tôi quay lại điểm xuất phát để cải tiến. Loại bỏ việc làm lại cuối cùng sẽ tăng tốc độ phát triển.”
