Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Hoa Kỳ cạnh tranh pin thể rắn: ai đang vẽ bánh, ai đang dẫn đầu?

[Mr Bens]

Khi một giám đốc điều hành của CATL tuyên bố tại hội nghị tài chính bán niên rằng "đầu tư vào pin thể rắn vượt xa ngành", cả ngành năng lượng mới như bị dội gáo nước lạnh. CATL, tập đoàn pin năng lượng hàng đầu thế giới, hiếm khi thẳng thắn bác bỏ tiềm năng của công nghệ pin thể rắn đang được kỳ vọng. Họ cho rằng, dù các mẫu thí nghiệm trong phòng lab có thể rất ấn tượng, nhưng khả năng thương mại hóa thực sự sẽ phải đợi đến năm 2030.

Số liệu từ CATL cho thấy công suất dây chuyền thử nghiệm pin thể rắn trên toàn cầu chỉ đạt 0,5 GWh, trong khi tỷ lệ lợi nhuận của sản xuất hàng loạt còn chưa tới 50%. Đáng chú ý, cổ phiếu các công ty pin thể rắn trên sàn A hiện đang có tỷ lệ giá trên thu nhập lên tới 42 lần, nhưng chỉ trong ngày 30/7, dòng vốn rút khỏi các quỹ lớn đã lên đến 8 tỷ nhân dân tệ (khoảng 28.000 tỷ VNĐ). Sự chênh lệch giữa vốn đầu tư và thực tế công nghệ cho thấy những thách thức từ bốn hướng công nghệ chính: trở kháng giao diện ở sunfua, dendrite lithium ở oxit, giãn nở trong polymer và chi phí cao ở công nghệ lai.

Ai sẽ dẫn đầu trong bốn hướng công nghệ?​

CATL chọn hướng lai giữa sunfua và halide, tận dụng 1.800 bằng sáng chế và công nghệ điện cực khô để cắt giảm chi phí tới 40%. Tuy vậy, Zeng Yuqun đánh giá mức độ hoàn thiện công nghệ hiện chỉ đạt 4/9. Toyota theo đuổi sunfua thể rắn hoàn toàn, kỳ vọng sản xuất hàng loạt vào năm 2027, nhưng gặp trở ngại lớn do hiệu suất giảm 65% khi hoạt động ở -20°C. Công nghệ màng mỏng oxit của QuantumScape đạt mật độ năng lượng 500 Wh/kg, nhưng hiệu suất thực tế chỉ còn 30% do cấu trúc gốm nhiều lớp. Trong khi đó, ProLogium Technology với chất điện phân polymer đang gây chú ý trong ngành máy bay không người lái, nhưng gặp khó khi mở rộng sang xe điện.

Một nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa cho thấy hiệu suất của pin thể rắn toàn phần giảm hơn 65% ở -20°C, trong khi vật liệu LLZO dùng làm chất điện phân lại rất khan hiếm ở quy mô tấn. CATL cho biết giá chất điện phân sunfua hiện lên tới 10.000 - 20.000 nhân dân tệ/kg (tương đương khoảng 35 - 70 triệu VNĐ/kg), cao gấp 60 lần so với tiền chất sunfua của Tianci Materials. Ngoài ra, giá pin thể rắn toàn phần cao gấp 4 lần pin lỏng hiện nay. Trong bối cảnh các hãng ô tô cạnh tranh giá quyết liệt, điều này khiến khả năng thương mại hóa gần như không thể.

Các quốc gia phản ứng khác nhau: thực tế hay ảo vọng?​

Trung Quốc đang theo hướng thực tế: Weilan New Energy đã sản xuất hàng loạt pin bán rắn 360 Wh/kg, còn CATL khẳng định việc mở rộng quy mô sẽ rất khó trước năm 2030. Tại Nhật Bản, Toyota vẫn duy trì cách tiếp cận thận trọng, còn Sumitomo Chemical đã xây dựng dây chuyền thử nghiệm chất điện phân sunfua. Ở Hàn Quốc, Samsung SDI lên kế hoạch thương mại hóa trong vòng 5 - 8 năm, còn LG Chem lại chọn công nghệ lai. Tại Mỹ, QuantumScape bị các quỹ đầu tư chỉ trích vì mô hình màng mỏng bị cho là khó mở rộng quy mô. Cuộc đua này đang định hình lại bản đồ công nghệ năng lượng toàn cầu.

Dù các tập đoàn lớn đang giảm kỳ vọng vào pin thể rắn, giới đầu tư có thể chú ý tới ba cái tên đang sở hữu công nghệ tiềm năng: Ganfeng Lithium với danh mục công nghệ toàn diện, Shanghai Xiba đột phá trong vật liệu LLZO, và Pioneer Intelligent với hệ thống sản xuất tích hợp. Những ứng dụng cao cấp như máy bay không người lái hay eVTOL có thể sẽ áp dụng pin thể rắn sớm hơn xe điện. CATL cho biết, "vấn đề khoa học đã được giải quyết, nhưng cần thêm 5 năm để giải quyết kỹ thuật". Cuộc cách mạng này không dành cho những kỳ vọng ngắn hạn, mà đòi hỏi sự kiên nhẫn và hiểu biết.