Volkswagen, hãng xe đang nỗ lực phát triển pin thể rắn cho ôtô điện cùng với công ty khởi nghiệp QuantumScape của Mỹ, đang mở rộng mạng lưới của mình để theo đuổi công nghệ có khả năng thay đổi cuộc chơi.
Theo Reuters, hãng ôtô khổng lồ của Đức đang đàm phán với Blue Solutions của Pháp - công ty sản xuất pin thể rắn cho xe buýt điện Daimler - về việc điều chỉnh thiết kế cho ôtô. Nguồn tin của Reuters cho hay VW và Blue Solutions đặt mục tiêu đạt được thỏa thuận phát triển chung trong những tháng tới.
Động thái của Volkswagen cho thấy một loạt các rào cản kỹ thuật đang cản trở sự phát triển rộng rãi hơn của công nghệ thể rắn, trong bối cảnh pin thể rắn hứa hẹn phạm vi lái xe dài hơn và thời gian sạc ngắn hơn so với những bộ pin lithium-ion truyền thống dành cho xe điện (EV).
VW cho biết liên doanh của họ với QuantumScape đang đi đúng hướng và từ chối bình luận khi được hỏi về bất kỳ cuộc thảo luận nào với Blue Solutions.
Người phát ngôn của Blue Solutions, một đơn vị của Tập đoàn Bollore của Pháp, xác nhận rằng họ đang nghiên cứu pin cho ôtô du lịch. Blue Solutions cũng cho biết họ đã ký các thỏa thuận phát triển với BMW và một hãng khác, và đang trong quá trình đàm phán với một công ty khác nữa.
VW, Toyota, BMW và các nhà sản xuất ôtô toàn cầu khác đang cạnh tranh để giải quyết câu hỏi hóc búa về pin thể rắn - loại pin hiện vẫn khó nắm bắt về mặt kỹ thuật bất chấp hàng thập kỷ nghiên cứu và hàng tỷ USD đầu tư.
Về phần mình, Blue Solutions phải đối mặt với những thách thức trong việc giảm triệt để thời gian sạc bốn giờ mà pin hiện tại của hãng yêu cầu. Điều này khả thi đối với xe buýt đậu qua đêm trong bến.
Người phát ngôn của công ty nói với Reuters rằng họ đang nghiên cứu pin xe khách với thời gian sạc 20 phút và đặt mục tiêu xây dựng một "siêu nhà máy" cho loại pin này vào năm 2029.
Sự thiếu thành công về mặt thương mại trong lĩnh vực này đã làm giảm sự hào hứng của thị trường. Theo theo dữ liệu từ PitchBook, lượng hoạt động giao dịch đầu tư mạo hiểm toàn cầu ở các công ty pin thể rắn đã giảm 72% trong năm ngoái xuống còn 146 triệu USD.
Jeff Peters, đối tác của Ibex Investor, cho biết: “Sự quan tâm của nhà đầu tư đối với pin thể rắn đã giảm dần. Họ đang đặt câu hỏi liệu rủi ro về pin thể rắn có đáng hay không.”
QuantumScape: "Còn rất nhiều việc phải làm"
Ở pin thể rắn, chất điện phân lỏng mà điện tích truyền trong pin lithium-ion được thay thế bằng chất rắn, do đó giảm nguy cơ hỏa hoạn và thu nhỏ kích thước của bộ pin, đồng thời kim loại lithium được sử dụng cho cực âm của pin để tăng hiệu suất.
Tuy nhiên, việc đo lường chính xác sự kết hợp phù hợp giữa hóa chất và vật liệu để chúng không phản ứng bất lợi với nhau là không hề dễ dàng.
Liên doanh của QuantumScape với cổ đông hàng đầu VW, hãng xe đã đầu tư 300 triệu USD vào công ty khởi nghiệp này, là một ví dụ về việc công nghệ thể rắn đã không đạt tiến triển như kỳ vọng ban đầu.
Thỏa thuận phát triển được ký vào năm 2018 dự kiến sẽ cung cấp năng lượng thể rắn cho xe điện của Volkswagen vào năm 2025, cho phép chiếc e-Golf của hãng tăng hơn gấp đôi phạm vi hoạt động lên 750km.
Sau đó, khi QuantumScape ra mắt công chúng thông qua việc sáp nhập ngược với một công ty mua lại ở New York vào năm 2020, hãng khởi nghiệp cho biết họ hướng tới mục tiêu sản xuất pin thương mại vào năm 2024.
Tuy nhiên, việc sản xuất thương mại hàng loạt vẫn là một triển vọng xa vời, ngay cả sau khi QuantumScape chuyển những nguyên mẫu [pin] đầu tiên cho VW và các khách hàng tiềm năng khác vào cuối năm 2022.
Hơn nữa, pin không phải là thể rắn “nguyên chất” vì có dùng chất điện phân lỏng, mặc dù cực dương và cực âm của pin được phân tách bằng gốm.
“Chúng tôi vẫn còn rất nhiều việc phải làm” - Jagdeep Singh, Giám đốc Điều hành của QuantumScape, nói với Reuters.
Cổ phiếu của QuantumScape đã đạt đỉnh 132,7 USD vào tháng 12/2020, sau đó đã giảm xuống còn 7,37 USD, mang lại cho công ty giá trị thị trường khoảng 3,6 tỷ USD. Công ty vẫn chưa cho biết khi nào sẽ sản xuất thương mại với số lượng lớn. Goldman Sachs cho biết điều này có thể xảy ra vào cuối thập kỷ này.
Trong hồ sơ pháp lý gửi Ủy ban Chứng khoán và Giao dịch Mỹ vào tháng 10 năm ngoái, QuantumScape cho biết công ty đã bỏ lỡ các mốc thời gian thương mại hóa được dự kiến trong thỏa thuận năm 2018 với VW và do đó, nhà sản xuất ôtô Đức có quyền chấm dứt liên doanh nếu họ muốn.
"Vật lộn" với sự phức tạp về kỹ thuật
Volkswagen và QuantumScape không phải là những công ty duy nhất “cắt giảm” tham vọng của mình khi họ phải "vật lộn" với sự phức tạp về mặt kỹ thuật của pin thể rắn.
Toyota, nhà sản xuất ôtô lớn nhất thế giới trước VW, đã đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất pin thể rắn vào năm 2025, nhưng hồi tháng Sáu cho biết hãng không mong đợi sản xuất pin quy mô lớn trước năm 2027 hoặc 2028.
Hãng xe Nhật Bản cho biết đã đạt được bước đột phá về mặt kỹ thuật, nhưng không cung cấp thêm thông tin chi tiết liên quan phạm vi lái xe dự kiến từ 750 dặm trở lên và thời gian sạc 10 phút.
Một số công ty khác có kế hoạch tung ra pin thể rắn bao gồm hãng pin Trung Quốc CATL, LG Energy Solution, Solid Power, ProLogium, Honda và Nissan. Hãng dẫn đầu thị trường xe điện Tesla là một ngoại lệ trong ngành khi không có kế hoạch chi tiết nào về phát triển pin thể rắn.
Một vấn đề quan trọng mà các nhà khoa học nghiên cứu pin thể rắn đang phải giải quyết là tác động của việc đưa kim loại lithium vào làm cực dương.
Kim loại lithium có thể nâng cao hiệu suất một cách đáng kể nhưng thường gây ra phản ứng với các hợp chất rắn - có khả năng tạo ra các vết nứt và khuyết điểm, và cuối cùng có thể làm đoản mạch pin.
Các nhà sản xuất pin, nhà sản xuất ôtô và các nhà nghiên cứu đã thử sử dụng nhiều loại chất cho chất điện phân rắn thuộc ba loại chính: Polyme, Sunfua và Oxit.
Một số công ty đã tung ra một phần phiên bản pin thể rắn mang lại một số lợi ích của công nghệ này. Các hãng xe điện Nio và Seres của Trung Quốc đều đã tung ra các mẫu xe điện với pin "bán rắn" - có cả thành phần chất điện phân dạng rắn và dạng gel nhưng không sử dụng cực dương kim loại lithium./.
