Pin thể rắn – công nghệ năng lượng đột phá, đang được kỳ vọng sẽ thay đổi hoàn toàn cách cung cấp năng lượng cho thế giới. Với khả năng sạc nhanh chóng chỉ trong vài phút và tuổi thọ dài hơn đáng kể so với pin lithium-ion hiện tại, pin thể rắn đang được coi là tương lai của ngành công nghiệp năng lượng.

Giáo sư Cengiz S. Ozkan, đồng tác giả chính của nghiên cứu, cho biết rằng pin thể rắn đang ngày càng tiến gần hơn đến hiện thực. Bài đánh giá của nhóm nghiên cứu cho thấy khoa học đã tiến xa đến đâu và cần những bước tiếp theo nào để đưa những loại pin này vào sử dụng hàng ngày.

Pin thể rắn hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự pin lithium-ion, nhưng thay vì sử dụng chất lỏng dễ cháy để di chuyển các ion lithium, pin thể rắn sử dụng vật liệu rắn như gốm, polyme hoặc các hợp chất gốc sulfide. Sự thay đổi này không chỉ loại bỏ hoàn toàn nguy cơ cháy nổ, mà còn cho phép sử dụng kim loại lithium nguyên chất làm cực dương, giúp pin nhẹ hơn, dung lượng cao hơn và tuổi thọ dài hơn đáng kể.

Tốc độ sạc của pin thể rắn cũng vượt trội so với pin lithium-ion. Các thiết kế mới có thể đạt mức sạc 80% trong 12 phút, thậm chí chỉ 3 phút. Ngoài ra, pin thể rắn còn có tuổi thọ dài hơn, có thể duy trì hơn 90% dung lượng ngay cả sau 5.000 chu kỳ sạc.

Tuy nhiên, việc thương mại hóa pin thể rắn vẫn còn là một thách thức. Pin thể rắn vẫn còn đắt đỏ và khó sản xuất ở quy mô lớn. Các vấn đề về giao diện, nơi các lớp rắn gặp nhau, vẫn ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ pin.

Các công ty lớn như Toyota, Samsung, QuantumScape và Solid Power đang đầu tư mạnh vào pin thể rắn. Tuy nhiên, để pin thể rắn thực sự đến được tay người tiêu dùng đại chúng, các chuyên gia ước tính vẫn còn cần thêm nhiều năm nữa.

Pin thể rắn hứa hẹn khả năng tái chế tốt hơn pin lỏng, nhưng nhiều hóa chất điện phân rắn vẫn thiếu các giải pháp phục hồi bền vững. Việc phát triển pin thể rắn sẽ cần kỹ thuật chế tạo cẩn thận, đầu tư lớn và những đột phá khoa học cơ bản để có thể hiểu và triển khai đầy đủ tiềm năng của nó.

Pin thể rắn đang nổi lên như một yếu tố quan trọng trong cuộc đua toàn cầu về điện khí hóa phương tiện, với tiềm năng thay thế pin lithium-ion truyền thống. Công nghệ này mang đến một loạt ưu điểm về tốc độ sạc, độ an toàn, tuổi thọ và khả năng ứng dụng rộng rãi.

Pin thể rắn sử dụng vật liệu rắn như gốm, polyme hoặc hợp chất sulfide để di chuyển ion lithium, loại bỏ chất lỏng dễ cháy và tăng đáng kể độ an toàn. Đồng thời, pin thể rắn cho phép sử dụng lithium kim loại nguyên chất làm cực dương, giúp tăng mật độ năng lượng và giảm khối lượng pin.

Theo Giáo sư Cengiz S. Ozkan, pin thể rắn có thể sạc đến 80% chỉ trong 3-12 phút, trong khi pin lithium-ion hiện nay thường mất từ 30 đến 60 phút để đạt mức tương đương. Tuổi thọ vượt trội của pin thể rắn cũng là một điểm đáng chú ý, với khả năng duy trì tới 90% dung lượng sau hơn 5.000 chu kỳ sạc, tương đương 15-20 năm sử dụng.

Tuy nhiên, việc thương mại hóa công nghệ này vẫn còn nhiều thách thức, bao gồm chi phí sản xuất cao, phức tạp trong quá trình sản xuất và nguy cơ hình thành dendrite. Để vượt qua những rào cản này, các nhà khoa học đang tập trung vào cải tiến công nghệ sản xuất, mô phỏng hành vi vật liệu và cải thiện hiệu suất tại giao diện giữa các lớp pin.

Nhiều tập đoàn lớn như Toyota, Samsung, QuantumScape, Solid Power và Qing Tao Energy đang đầu tư hàng trăm triệu USD vào việc phát triển pin thể rắn. Với tiềm năng to lớn và sự quan tâm của các tập đoàn lớn, pin thể rắn hứa hẹn sẽ là một bước ngoặt mới cho ngành công nghiệp xe điện trong tương lai.

Thị trường xe điện tại Israel đang trên đà trải nghiệm một cuộc cách mạng trong lĩnh vực sạc nhanh, với sự ra mắt của công nghệ sạc chỉ trong 5 phút. Điều này có nghĩa là thời gian sạc xe điện tại quốc gia này sẽ nhanh gấp 3 đến 4 lần so với hiện nay. Thế hệ trạm sạc mới này hỗ trợ tốc độ sạc lý thuyết lên tới một megawatt hoặc hơn, giúp giảm thời gian sạc gần đầy những bộ pin lớn xuống còn khoảng năm phút. Thời gian này tương đương với thời gian đổ xăng cho một xe thông thường tại cây xăng.

Một trong những tính năng nổi bật của loại sạc này là khả năng phân chia công suất sạc siêu nhanh cho nhiều xe cùng lúc. Điều này giúp khắc phục tình trạng giảm hiệu suất sạc khi nhiều xe kết nối cùng một trạm. Đây là một bước tiến đáng kể trong việc thúc đẩy sự phát triển của thị trường xe điện tại Israel.

Công nghệ này dự kiến sẽ được triển khai rộng rãi tại Israel vào năm sau. Các nhà sản xuất như BYD và những hãng khác sẽ bắt đầu cập bến thị trường với những mẫu xe tương thích. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và lắp đặt các trạm sạc này vẫn còn rất cao, lên đến hàng chục nghìn USD mỗi trạm.

Công nghệ sạc siêu nhanh này sẽ mang lại lợi ích chủ yếu cho phân khúc xe tải và xe logistics. Điều này sẽ giúp đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang xe điện ở lĩnh vực vận tải hàng hóa. Tại Israel, một số nhà cung cấp trạm sạc lớn đang triển khai thí điểm trạm sạc siêu nhanh, với khả năng sạc đồng thời hai xe tải hoặc xe thương mại.

Những trạm sạc tương tự dự kiến sẽ được triển khai thương mại tại Israel vào quý IV/2025. Hãng Tesla cũng đang tiến hành đánh giá khả năng triển khai thế hệ trạm Supercharger V4 mới tại Israel, với tốc độ sạc lý thuyết lên đến 500 kilowatt. Đây là một tín hiệu cho thấy sự phát triển nhanh chóng của thị trường xe điện tại Israel và các công ty đang tích cực đầu tư vào công nghệ sạc nhanh.

Các chuyên gia ngành xe điện đánh giá cao sự phát triển của công nghệ sạc nhanh tại Israel. Điều này không chỉ giúp giảm thời gian chờ đợi khi sạc xe mà còn góp phần vào việc khuyến khích người dùng chuyển sang sử dụng xe điện. Với những bước tiến nhảy vọt như thế này, Israel có thể trở thành một trong những thị trường xe điện hàng đầu trên thế giới trong thời gian tới.