Quãng đường 400 km sau 10 phút sạc nghe thật tuyệt vời. Tiếc là chi tiết mỏng
Nhà sản xuất pin dành cho xe điện hàng đầu thế giới, Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) của Trung Quốc, tuần trước tuyên bố rằng họ đã phát triển một loại pin có thể cung cấp năng lượng cho ô tô đi quãng đường 400km chỉ sau 10 phút sạc. Nhưng một trong những nhà khoa học công nghệ pin được kính trọng nhất thế giới, Tiến sĩ Richard Yazami – người phát minh ra cực dương than chì – tỏ ra nghi ngờ về tuyên bố này.
CATL tuyên bố loại pin của họ, được gọi là Shenxing, là loại pin lithium iron phosphate (LFP) sạc siêu nhanh đầu tiên trên thế giới và khi sạc đầy, nó có thể đi được quãng đường 700km (435 dặm).
Để so sánh, phạm vi chạy xe điện trung bình ở Mỹ vào tháng 3 năm ngoái được Bloomberg tính toán là khoảng 470km (291 dặm).
Nhiều thông tin quan trọng bị thiếu trong các yêu cầu CATL
Và theo Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ, bộ sạc thông thường cấp 2 tại nhà, nơi làm việc và công cộng có thể sạc pin từ lúc cạn đến đầy trong khoảng từ 4 đến 10 giờ. Bộ sạc nhanh dòng điện trực tiếp ở những nơi như hành lang đường cao tốc có thể đạt mức sạc 80 phần trăm trong khoảng từ 20 phút đến một giờ.
Pin có thông số kỹ thuật được CATL công bố là vấn đề quan trọng vì người mua lo lắng rằng ô tô điện có thể kém tiện lợi hơn so với ô tô ngốn xăng.
Các nghiên cứu, giống như nghiên cứu được công bố vào tuần trước bởi cơ quan tình báo người tiêu dùng JD Power, cũng cho rằng việc thiếu cơ sở hạ tầng tính phí và giá cả là những yếu tố ảnh hưởng đến quyết định mua hàng.
CATL biết điều này và trong thông báo của Shenxing cho biết "Hiện tại, nỗi lo về việc sạc nhanh đã trở thành yếu tố hàng đầu khiến người tiêu dùng không chuyển sang sử dụng xe điện."
Để hiểu rõ hơn tầm quan trọng trong tuyên bố của CATL, cần xem lại cách thức hoạt động của những loại pin này.
Ở dạng đơn giản nhất, chúng liên quan đến việc di chuyển các ion lithium từ cực âm sang cực dương thông qua chất điện phân, tạo ra hiệu điện thế giữa hai điện cực. Khi năng lượng dự trữ được sử dụng, các ion sẽ quay trở lại cực âm. Và lặp lại.
Điều quan trọng cần nhớ là pin có tính chất thất thường: khi pin gần được sạc đầy, khả năng lưu trữ đầy đủ sẽ chậm lại.
Shenxing được cho là đạt 80% trạng thái sạc (SoC), sau 10 phút, tại thời điểm đó, nó dự trữ đủ năng lượng để đẩy một chiếc ô tô không xác định đi được 400km với tốc độ không xác định. Hiệu suất đó có thể không phải lúc nào cũng đạt được vì ở nhiệt độ thấp hơn, quá trình sạc có thể mất nhiều thời gian hơn.
CATL không cho biết phải mất bao lâu để sạc hết lượng pin còn lại.
Shenxing là pin LFP, có khả năng chịu sạc quá mức rộng hơn so với pin lithium EV cũ. Chúng cũng có thể chạy ở nhiệt độ cao hơn – điều này tốt nếu bạn muốn sạc nhanh vì quá trình đó tạo ra nhiều nhiệt hơn.
CATL tuyên bố Shenxing sử dụng "sự đổi mới về vật liệu, điện hóa học và cấu trúc hệ thống", điều này gần như tóm tắt nguyên tắc về kỹ thuật pin.
- Nhà sản xuất pin Trung Quốc dành cho các ngôi sao của thế giới xe điện đột nhiên muốn được coi là thúc đẩy nhân quyền
- Boffins thẩm vấn bí ẩn về độ ổn định của pin ion natri
- Nikola thu hồi đội xe tải điện vì cháy pin
- Công ty Trung Quốc tuyên bố họ đã chế tạo được loại pin dày đặc đến mức có thể cung cấp năng lượng cho máy bay điện
Cụ thể, nhà sản xuất pin cho biết họ đã đẩy nhanh quá trình tách các ion lithium bằng cách tận dụng “công nghệ cực âm mạng siêu điện tử và vật liệu cực âm LFP kết tinh hoàn toàn nano”.
Họ cũng tuyên bố đã sửa đổi các đặc tính của bề mặt than chì trong pin để tăng số lượng kênh mà các ion có thể chảy vào và giảm khoảng cách chúng cần truyền – tạo ra cái mà họ gọi là “đường cao tốc để dẫn dòng điện”.
Công thức chất điện phân, chất lỏng mà các ion di chuyển qua, cũng có độ nhớt giảm giúp cải thiện rõ rệt độ dẫn điện của nó. Lớp màng hình thành trên bề mặt cực dương trong lần sạc và xả đầu tiên của pin cũng được cho là đã được cải thiện, ít xung đột hơn với chuyển động của ion.
Một lớp phủ cải tiến trên chất điện phân và thiết bị phân tách được cho là giúp kiểm soát nhiệt độ bên trong tế bào, do đó giảm thiểu các vấn đề điển hình do tiếp nhiên liệu nhanh và cho phép nó hoạt động ngoài giới hạn an toàn thông thường.
Thị trường pin có tính cạnh tranh cao, vì vậy CATL không trốn tránh bằng cách chỉ cung cấp thông tin rộng rãi về công nghệ của mình.
Nhưng một thiếu sót đáng chú ý là thông số về mật độ năng lượng – thước đo năng lượng dự trữ so với trọng lượng – ngoài từ “cao”.
Mật độ năng lượng quan trọng vì không ai muốn có pin nặng. Đó là lý do tại sao nhiều người rất phấn khích khi vào tháng 4 năm 2022, CATL công bố pin máy bay 500Wh/kg. Mật độ đó cho thấy máy bay điện có thể bay.
Hầu hết pin EV đều có mật độ năng lượng khoảng 260 đến 270Wh/kg.
Tiền thân của CATL đối với Shenxing, được gọi là Qiling, có hai biến thể. Một mẫu sử dụng công nghệ Niken Mangan Cobalt (NMC) tuyên bố mật độ năng lượng là 255wh/kg và mẫu LFP có mật độ năng lượng là 160wh/kg. CATL khẳng định tầm hoạt động 1.000 km là có thể.
Tuy nhiên, công ty chỉ đưa ra những giải thích chung chung ở trên về cách Shenxing sử dụng công nghệ LFP để đạt được khả năng sạc nhanh và tầm xa, những phẩm chất cho thấy mật độ tốt hơn.
Do đó , Tiến sĩ Rachid Yazami, người phát minh ra cực dương than chì , chất tạo nên pin Li-ion, tỏ ra nghi ngờ.
Qua email, ông nói với The Register "Nếu tuyên bố của CATL là đúng thì đây sẽ là sự cải thiện chưa từng có về mật độ năng lượng của pin trong 30 năm qua."
Giáo sư và nhà khoa học cho biết ông nghi ngờ những tuyên bố rằng CATL đã đạt được mật độ để phù hợp với tuyên bố về phạm vi hoạt động và tốc độ sạc cũng như pin máy bay 500Wh/kg của CATL.
Yazami cho biết thêm: “Nhiều thông tin quan trọng bị thiếu trong các tuyên bố của CATL, chẳng hạn như tuổi thọ chu kỳ của pin được quy đổi thành tổng số km tuổi thọ do xe điện điều khiển, hiệu suất ở nhiệt độ khắc nghiệt, độ an toàn và chi phí”.
Một điểm cần cân nhắc khác là trong khi tập đoàn pin dẫn đầu về pin NMC, CATL lại có ít kinh nghiệm hơn để dựa vào sự đổi mới khi nói đến pin LFP đang là xu hướng hiện nay .
Một điều chưa biết khác là liệu CATL có đạt được hiệu suất như tuyên bố của Shenxing trong pin nguyên mẫu hay các đơn vị mà nó có thể sản xuất hàng loạt hay không. Công ty Trung Quốc đã hứa rằng họ sẽ sản xuất hàng loạt pin vào cuối năm 2023 và lắp vào xe điện vào quý 1 năm 2024.
Công ty tự hào trong thông cáo báo chí: “Nhờ thế mạnh về sản xuất khắc nghiệt, CATL đã đạt được khả năng chuyển giao công nghệ nhanh chóng từ phòng thí nghiệm sang thị trường, cho phép sản xuất hàng loạt pin Shenxing một cách nhanh chóng”.
