Vậy thực sự khái niệm pin lithium-ion (Li-ion) có ám chỉ rằng pin ở điện thoại cũng như trong xe điện?
Hãy quay về cấu tạo của pin lithium-ion: Li-Ion hoạt động trên nguyên tắc trao đổi ion Li giữa 2 điện cực để sạc, xả điện, và sử dụng một dung dịch điện ly làm môi trường.
Việc các nhà sản xuất pin sử dụng chất liệu gì cho 2 đầu cực (Niken, Graphite, Silicon,...) cũng như dung dịch điện ly sẽ có ảnh hưởng đến hiệu năng, tuổi thọ, độ an toàn, kích thước pin, khả năng lưu trữ năng lượng, chi phí sản xuất...
Sự kết hợp các thành phần hóa học trong pin tạo ra nhiều loại pin Li-Ion khác nhau:
- Cobalt Oxide (LCO)
- Lithium Manganese Oxide (LMO)
- Lithium Iron Phosphate (LFP)
- Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)
- Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA)
- Lithium Titanate (LTO).
Hình ảnh phía trên mô tả khả năng của các loại pin này dựa trên các yếu tố:
- Khả năng lưu trữ điện
- Hiệu năng
- Khả năng giải phóng điện năng tức thời.
- Giá thành
- Độ an toàn (tự phóng điện lúc nào đó)
- Vòng đời (sạc ược bao nhiêu lần thì chai?)
Tất nhiên, các hãng xe có thể hướng đến những mục tiêu cụ thể khi chọn loại pin nào để đưa vào xe của họ, và dùng các công nghệ khác để bù đắp cho các điểm yếu của loại pin đó. Ví dụ trả giá đắt cho dòng pin có khả năng đem đến hiệu suất vượt trội, đi kèm quản lý nhiệt năng để giảm thiểu rủi ro của việc pin tự hao hụt, cũng như quản lý sạc làm sao để kéo dài tuổi thọ…
Pin, cũng như các công nghệ được sử dụng trên xe điện, tạo ra nhiều hiện tượng khác nhau mà chúng ta nhận ra, mặc dù không hiểu mấy: 1 chiếc xe bình thường chạy được 300km bỗng nhiên hôm nay hết pin ở 220km, hoặc 2 xe có cùng dung lượng pin lại có 1 anh chạy được gấp đôi anh kia, có những chiếc chai pin sau vài trăm lần sạc, trong khi những chiếc sạc cả vài ngàn lần vẫn không sao, hay nhiều xe có khả năng cháy rụi nhạy hơn… và nhiều hiện tượng kỳ lạ khác.
Tất nhiên chả có hãng nào chia sẻ về công nghệ chi tiết về pin, tất cả đều sẽ gói gọn bởi thuật ngữ ‘’Li-ion’’. Sẽ mất khá nhiều thời gian để chúng ta hiểu được và cảm nhận sự khác biệt của những loại pin này, tuy nhiên điều có thể chắc chắn là có những loại có giá 300USD/1kWh, nhưng có những loại trên 1.000USD/kWh, và chúng thật sự khác biệt.
Năm 2019, 3 nhà khoa học John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham , Akira Yoshino đã nhận giải Nobel Hóa Học vì các thành tựu trong nghiên cứu phát triển pin Li-Ion. Điều này đem đến hiện tại khá ổn và tương lai sáng hơn cho không chỉ xe điện mà tất cả những gì dùng pin. Tất nhiên việc nghiên cứu pin luôn được duy trì và đang trong thời lỳ hưng thịnh, với vô vàn tiến bộ được cập nhật liên tục, và các hãng xe luôn tạo ra các mẫu xe điện mới thừa hưởng các thành tựu này. Chỉ trong vài năm gần đây, các xe điện mới đã nâng khoảng cách di chuyển từ gần 200km lên gấp đôi, và thậm chí gấp 3.
Có lẽ các kỹ sư sẽ tìm ra phương thức để xe điện chạy xa hơn rất nhiều, trong tương lai gần. Và ngay lúc này, nhiều nhà khoa học đang nghiên cứu khả năng thay pin trên EV, bằng 1 khái niệm khác: Siêu-tụ-điện (ultra capacitor).
Siêu-tụ-điện có thể thay thế Pin xe điện trong tương lai, nhưng ngay lúc này, bây giờ, nó là công nghệ hiện tại trên 1 số xe Hybrid, trong số đó có chiếc Mercedes C-Class mới ra mắt tại Việt Nam cách đây ít lâu.
