Xe điện pin thể rắn thế hệ 2027: Kỳ vọng và rào cản

Mùa đông làm quãng đường xe điện giảm đáng kể, trong khi các vụ cháy xe điện vẫn xuất hiện trên mặt báo, khiến không ít người tiêu dùng do dự. Trong bối cảnh đó, pin thể rắn đang được nhiều hãng và nhà cung ứng coi là hướng đi có thể giải quyết hai điểm yếu lớn nhất của xe điện: tầm hoạt động và an toàn.

Tuy nhiên, theo các chuyên gia và lãnh đạo doanh nghiệp được trích dẫn trong nguồn, “pin thể rắn” hiện vẫn chủ yếu ở giai đoạn thử nghiệm sản xuất quy mô nhỏ, còn xa mới đến thương mại hóa đại trà. Bức tranh vì thế có hai nửa: tham vọng công nghệ rất lớn, nhưng rào cản công nghiệp hóa và chi phí vẫn quyết định tốc độ “lắp lên xe”.

Pin thể rắn đang bước ra khỏi phòng thí nghiệm, nhưng chưa phải cuộc chuyển giao tức thì

Cuối tháng 11, theo thông tin từ CCTV, Tập đoàn GAC đã hoàn thành dây chuyền sản xuất pin thể rắn lớn đầu tiên tại Trung Quốc và đang trong giai đoạn thử nghiệm sản xuất quy mô nhỏ. Cùng thời điểm, dự án pin thể rắn của Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Thanh Đảo với tổng đầu tư 5,2 tỷ nhân dân tệ đang được xây dựng gấp rút và dự kiến năm tới đạt công suất 10GWh mỗi năm.

Động lực chính đến từ kỳ vọng pin thể rắn sẽ khắc phục hạn chế của pin lithium truyền thống (điện giải lỏng), vốn nhạy cảm với nhiệt độ và va chạm. Giáo sư Phạm Tuấn Linh từ Trường Đại học Zhejiang ví von: nếu pin lithium truyền thống như “đi thuyền qua sông”, thì khi chuyển sang điện giải rắn, quá trình truyền năng lượng giống “chạy trên đất liền”.

Thông số “đẹp” nhất nằm ở ba điểm: quãng đường, dải nhiệt, an toàn

Theo ông Mã Kiến Nam, Tổng Giám đốc Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Thanh Đảo, pin thể rắn (tùy loại điện giải) có thể chia thành pin bán rắn và pin hoàn toàn rắn. Ông cho rằng công nghệ này có bước tiến về mật độ năng lượng, độ an toàn và tuổi thọ chu kỳ so với pin lithium truyền thống.

Những con số được nêu trong nguồn phản ánh mức kỳ vọng rất cao, nhưng cần đặt đúng ngữ cảnh: đây là ưu điểm theo mô tả của doanh nghiệp về giải pháp họ phát triển, không phải xác nhận đã phổ biến rộng trên xe thương mại.

Ba “trường phái” điện giải: oxit, sulfide, polymer

Nguồn mô tả ba hướng điện giải đang cùng thúc đẩy pin thể rắn vào dây chuyền sản xuất: điện giải oxit (ổn định hóa học), điện giải sulfide (độ dẫn ion lithium cao) và điện giải polymer (nhẹ, dẻo dai). Mỗi hướng đi kéo theo bài toán vật liệu, quy trình và chi phí khác nhau.

Trong hệ sinh thái công nghiệp, nhiều công ty như Yiwei Lithium Energy và Guoxuan High-Tech được nêu là có tiến triển xây dựng dây chuyền thử nghiệm; CATL và BYD bắt đầu thử nghiệm lắp đặt pin bán rắn.

Từ “kế hoạch GWh” đến sản lượng thực tế: thị trường còn khoảng cách

Theo dữ liệu ngành trong nguồn, trong bốn năm qua, công suất pin thể rắn được lên kế hoạch tại Trung Quốc đã vượt quá 450GWh, trong khi sản xuất thực tế đã đạt hơn 25GWh. Điều này cho thấy nhiệt công nghiệp rất lớn, nhưng “độ chín” sản xuất vẫn là câu hỏi trung tâm.

Về quy mô thị trường, nguồn nêu dự báo đến năm 2030, quy mô thị trường pin thể rắn toàn cầu sẽ đạt 116,3 tỷ nhân dân tệ, trong đó thị trường Trung Quốc đạt 18,23 tỷ nhân dân tệ.

Vì sao chưa thể gọi là “pin của mọi nhà”: độ trưởng thành công nghệ và chuẩn xác thực

Tại hội nghị pin động lực thế giới năm ngoái, Chủ tịch CATL, ông Tôn Ngọc Quân, dùng thang 1–9 để mô tả mức trưởng thành công nghệ và cho rằng pin thể rắn hiện “chỉ đạt mức 4”, vẫn ở giai đoạn thử nghiệm mẫu và xác thực. Ông nhấn mạnh: sản xuất đại trà pin thể rắn hiện tại không đồng nghĩa với thương mại hóa thực sự.

Giáo sư Phạm Tuấn Linh cho rằng, từ hiệu suất phòng thí nghiệm sang sản phẩm quy mô lớn, chi phí thấp và độ tin cậy cao, pin thể rắn đối mặt thách thức kép từ nghiên cứu cơ bản và công nghiệp hóa. Ngoài chi phí, hệ thống xác thực và tiêu chuẩn cũng cần hoàn thiện: chứng nhận quy định, đánh giá chi phí và kiểm tra độ tin cậy trong toàn bộ vòng đời.

Chi phí là điểm nghẽn: vật liệu đắt và yêu cầu sản xuất “khó tính”

Nguồn nêu chi phí cao là rào cản chính, một phần do quy mô ngành còn nhỏ khiến nguyên liệu đắt. Với hướng điện giải sulfide, ông Vương Tán Xung cho biết lithium sulfide chiếm 60% đến 80% chi phí nguyên liệu trực tiếp, và xu hướng giá sẽ quyết định tổng chi phí điện giải.

Về yêu cầu sản xuất, điện giải sulfide có tính phản ứng cao với độ ẩm và oxy, vì vậy phải sản xuất trong môi trường có độ ẩm và oxy cực thấp. Hướng điện giải polymer cũng đối mặt bài toán tối ưu quy trình công nghiệp hóa. Những ràng buộc này kéo theo chi phí cơ sở vật chất và vận hành cao hơn so với pin thông thường.

Những bước giảm giá đã xuất hiện, nhưng còn phụ thuộc quy mô

Nguồn cho biết Công ty Thanh Đảo đã hợp tác với các nhà cung cấp nguyên liệu để xây chuỗi cung ứng, giúp giảm chi phí nguyên liệu xuống 30%. Nhờ hiệu ứng quy mô, chi phí sản xuất pin thể rắn đã giảm 50% so với giai đoạn thử nghiệm và đang tiến gần mức của pin lithium lỏng cao cấp.

Ông Mã nói rằng, dự kiến đến năm 2027, khi đưa vào sản xuất giai đoạn hai với công suất 20GWh và có đột phá vật liệu, “chi phí đơn vị có thể giảm xuống dưới 0,3 nhân dân tệ/Wh, đạt mức của pin lithium lỏng hiện tại”.

Câu chuyện chuỗi cung ứng: điện giải sulfide và “hiệu suất Chiết Giang”

Nguồn ghi nhận Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Ruigu (Quzhou) đã chính thức đi vào sản xuất dự án điện giải sulfide vào tháng 6, đánh dấu sản xuất đại trà vật liệu cốt lõi cho pin thể rắn. Người đứng đầu dự án, ông Vương Tán Xung, chọn Quzhou vì nền tảng công nghiệp hóa chất và môi trường kinh doanh; ông nói quá trình từ khởi công đến đi vào sản xuất chỉ mất một năm.

Theo nguồn, Ruigu hiện đạt sản xuất ổn định với dây chuyền công suất hàng trăm tấn, có khả năng sản xuất 4 dòng sản phẩm điện giải khác nhau, và đặt mục tiêu đến năm 2028 đạt công suất hàng nghìn tấn.

Lộ trình “lắp lên xe”: kỳ vọng 2027–2028, nhưng giới nghiên cứu thận trọng

Nguồn nêu một lộ trình tham vọng của ngành: Toyota dự kiến ra mắt xe điện dùng pin thể rắn vào năm 2027, với quãng đường 1200 km và sạc 10 phút; BMW dự kiến ra mắt xe thử nghiệm năm 2025, mục tiêu sản xuất đại trà trước năm 2030; Changan Automobile có kế hoạch ra mắt mẫu xe chức năng năm 2025, hoàn thành xác thực lắp đặt năm 2026 và bắt đầu sản xuất đại trà năm 2027.

Tuy vậy, quan điểm thận trọng cũng được nêu rõ. Giáo sư Ai Tân Bình từ Đại học Vũ Hán cho biết dựa trên kinh nghiệm cá nhân, ông không lạc quan như lộ trình 2027–2030 và giữ thái độ thận trọng. Giáo sư Phạm Tuấn Linh cũng nói khó đưa ra mốc thời gian cụ thể; pin bán rắn có thể được ứng dụng thử nghiệm trước ở một số lĩnh vực, còn lắp đặt quy mô pin thể rắn cần tiếp tục nghiên cứu.

Với người mua xe điện, điều cần theo dõi không chỉ là “km”, mà là độ tin cậy và tiêu chuẩn

Câu chuyện của anh Châu ở Hàng Châu trong nguồn phản ánh tâm lý phổ biến: “Khi pin thể rắn được sản xuất đại trà, mình sẽ yên tâm mua xe điện.” Nhưng để chuyển từ kỳ vọng sang quyết định mua, yếu tố then chốt là pin phải đi qua xác thực nghiêm ngặt và chứng minh độ tin cậy trong toàn bộ vòng đời.

Trong ngắn hạn, pin thể rắn có thể xuất hiện trước ở các phân khúc giá trị gia tăng cao, nơi hiệu năng và an toàn được ưu tiên hơn chi phí. Về dài hạn, tốc độ phổ cập sẽ phụ thuộc vào chi phí vật liệu, khả năng mở rộng sản xuất và việc hoàn thiện hệ tiêu chuẩn – đúng như cảnh báo trong nguồn: sản xuất thử nghiệm không đồng nghĩa đã sẵn sàng cho thị trường đại chúng.