Trong phòng thí nghiệm hiện đại của General Motors (GM) đặt tại vùng ngoại ô Detroit, các nhà khoa học và kỹ sư đang miệt mài nghiên cứu độ bền bỉ của pin lithium-ion trong những điều kiện khắc nghiệt nhất, từ cái nóng thiêu đốt của sa mạc đến cái lạnh thấu xương của Bắc Cực, và cả môi trường rừng rậm ẩm ướt.
Dù phải đối mặt với những thách thức thị trường do việc chính sách hỗ trợ tín dụng thuế xe điện lên tới 7.500 USD chấm dứt, buộc GM phải điều chỉnh kế hoạch kinh doanh xe điện và giảm 1,6 tỷ USD lợi nhuận dự kiến, hãng xe Mỹ vẫn kiên định với mục tiêu chinh phục thị trường xe điện.
Để đạt được mục tiêu này, tại Trung tâm Công nghệ của GM, các kỹ sư đã tiến hành mổ xẻ, phân tích tỉ mỉ khoảng hai chục bộ pin từ các đối thủ cạnh tranh. Ông Kurt Kelty, Phó chủ tịch GM phụ trách về pin, hệ thống truyền động và bền vững, chia sẻ rằng dù hiện tại GM chưa phải là nhà sản xuất pin có chi phí thấp nhất, nhưng họ đang nỗ lực để đạt được vị trí này với thế hệ pin tiếp theo.
Đây được xem là “vũ khí” để cạnh tranh trực tiếp với Trung Quốc, quốc gia đang dẫn đầu thị trường xe điện toàn cầu nhờ khả năng phát triển pin hiệu suất cao với chi phí cạnh tranh. Lợi thế này có được nhờ chuỗi cung ứng toàn diện, từ khâu chế biến nguyên liệu thô đến sản xuất pin thành phẩm.
Trong những năm đầu phát triển xe điện, pin NCM (nickel, cobalt và mangan) là lựa chọn phổ biến. Tuy nhiên, Trung Quốc đã nhanh chóng xây dựng một “đế chế pin” mới, thống trị thị trường xe điện bằng loại pin lithium sắt photpho (LFP) giá rẻ. Công nghệ pin LFP, từng đoạt giải Nobel hóa học và được phát minh tại Đại học Texas, đã bị các doanh nghiệp Mỹ bỏ lỡ cơ hội thương mại hóa, tạo điều kiện cho Trung Quốc vươn lên dẫn đầu.
Trong 5 năm qua, pin LFP đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành xe điện, thay thế các nguyên liệu đắt đỏ như nickel và cobalt trong pin NCM bằng sắt và photpho, những vật liệu rẻ và dồi dào hơn. Điều này giúp giảm đáng kể giá thành xe điện. Tuy nhiên, sự giảm giá này đi kèm với sự đánh đổi về hiệu suất. Ví dụ, pin LFP “Blade” mới nhất của BYD (Trung Quốc) cung cấp khoảng 350 Wh trên mỗi lít dung tích, thấp hơn nhiều so với hơn 600 Wh của pin giàu nickel từ GM hoặc pin hình trụ 4680 của Tesla.
Pin LMR của GM là một giải pháp dung hòa, chấp nhận hiệu suất thấp hơn một chút nhưng có giá thành tương đương pin Trung Quốc, đồng thời giúp hãng xe Mỹ tự chủ hơn trong chuỗi cung ứng xe điện.
Về giá thành, pin của GM có tính cạnh tranh cao nhờ sử dụng tới 70% mangan (một vật liệu rẻ) trong cực âm, cùng với gần 30% nickel và một lượng nhỏ cobalt. Trong khi đó, cực âm pin NCM chứa tới 85% nickel, 10% mangan và 5% cobalt.
Mangan là một vật liệu hóa học rẻ, giúp GM giảm giá bán mỗi chiếc xe điện tới 6.000 USD, gần như bù đắp được khoản tín dụng thuế 7.500 USD đã bị bãi bỏ tại Mỹ. Ông Kushal Narayanaswamy, Giám đốc kỹ thuật pin tiên tiến của GM, nhấn mạnh rằng sáng chế mới này mang lại lợi ích kinh tế ngay từ khâu nguyên liệu đầu vào.
Về hiệu suất, GM tự tin rằng loại pin mới của họ vượt trội so với pin LFP tốt nhất của Trung Quốc. Với chi phí sản xuất pin tương đương, xe điện Trung Quốc có thể chạy được khoảng 483 km, trong khi xe của GM có thể đi được thêm 161 km. Điều này có nghĩa là pin mới của GM giúp tăng quãng đường di chuyển thêm khoảng một phần ba so với pin từ Trung Quốc.
Dự kiến, loại pin mới này sẽ được ra mắt trong vòng 3 năm tới. GM đang đẩy nhanh tiến độ bằng cách áp dụng mô hình Trung tâm Đổi mới sáng tạo Pin, học hỏi từ BYD, nhằm tự chủ chuỗi cung ứng. Trung tâm này có diện tích 45.000 m2 và sẽ được trang bị thêm một dây chuyền nhỏ để sản xuất pin thử nghiệm, giúp rút ngắn thời gian đưa pin mới ra thị trường xuống chỉ còn một năm.
Trước việc chính quyền Tổng thống Mỹ Donald Trump chấm dứt ưu đãi xe điện, ông Kelty cho rằng đó là một khó khăn mà thị trường phải đối mặt. Ông khẳng định chỉ những nhà sản xuất ô tô có khả năng cung cấp xe điện giá rẻ, hấp dẫn và có lợi nhuận mới có thể cạnh tranh với xe Trung Quốc trên thị trường quốc tế.
Thực tế, Ford, một hãng xe khác của Mỹ, đã có những thành công bước đầu với loại pin LMR và dự kiến sẽ ứng dụng vào xe điện trong thập kỷ tới.
Ngay cả với pin LFP, nhiều doanh nghiệp cũng đang nỗ lực tự chủ sản xuất tại Mỹ. Ford đang xây dựng một nhà máy pin rộng hơn 185.800 m2 tại Michigan, sử dụng công nghệ được cấp phép từ CATL (Trung Quốc). Tương tự, LGES (Hàn Quốc) có 8 nhà máy sản xuất loại pin này đang hoạt động và xây dựng tại Mỹ. Samsung cũng có kế hoạch sản xuất loại pin này tại các nhà máy hiện có của họ.
Admin
Nguồn: VnExpress
