LG Energy Solution: Pin thể rắn cho ô tô điện vẫn còn cách khoảng một thập kỷ

LG Energy Solution đang đưa ra một lời cảnh báo đáng chú ý: không phải mọi thông báo về pin thể rắn đều đồng nghĩa với việc ô tô điện sắp có công nghệ này. Theo đánh giá của công ty, các ứng dụng nhỏ như smartphone và drone có thể đón nhận pin thể rắn sớm hơn xe điện đại trà khoảng một thập kỷ, bởi việc sản xuất ổn định các cell cỡ lớn vẫn là thách thức then chốt. 114

Điều đó không có nghĩa quá trình phát triển đã dừng lại. LG Energy Solution từng đặt mục tiêu thương mại hóa pin thể rắn toàn phần dùng cực dương graphite cho xe điện vào năm 2029, trong khi một số nhà sản xuất khác công bố kế hoạch chạy thử hoặc trình diễn sớm hơn. 192526 Tuy nhiên, cần phân biệt rõ giữa dây chuyền thử nghiệm, nguyên mẫu giới hạn và hoạt động sản xuất đáng tin cậy, có chi phí cạnh tranh ở quy mô mà ngành ô tô yêu cầu.

Nút thắt nằm ở quy mô công nghiệp

Pin thể rắn thay thế chất điện phân dạng lỏng trong pin lithium-ion thông thường bằng vật liệu rắn. Công nghệ này được kỳ vọng mang lại mật độ năng lượng cao hơn và độ an toàn tốt hơn, nhưng thành tích trong phòng thí nghiệm mới chỉ là một phần của bài toán.

Robert Lee, Chủ tịch LG Energy Solution Bắc Mỹ, xác định sản xuất quy mô lớn là trở ngại chính. Cell nhỏ dễ chế tạo hơn và cần ít vật liệu hơn cho mỗi đơn vị. Ngược lại, pin xe điện đòi hỏi cell lớn, sản lượng cao và chất lượng đồng đều trong toàn bộ quy trình. 114

Vì vậy, một cell thể rắn hoạt động được trong thiết bị điện tử nhỏ không tự động trở thành bộ pin sẵn sàng cung cấp cho hàng triệu xe. Sản xuất cho ô tô còn phải chứng minh độ ổn định lặp lại, độ bền, mức độ an toàn và hiệu quả kinh tế — chứ không chỉ cho thấy mật độ năng lượng đầy hứa hẹn.

Nhà máy Lansing cho thấy LGES đang ưu tiên điều gì

Nhà máy mới của LG Energy Solution tại Lansing, bang Michigan, là một chỉ dấu rõ ràng về nhu cầu trước mắt mà công ty đang theo đuổi. Khu tổ hợp rộng 226 acre, tương đương khoảng 91,5 ha, có tổng vốn đầu tư hơn 2 tỷ USD và được thiết kế để đạt công suất trên 35 GWh pin mỗi năm khi vận hành toàn quy mô. 37

Cơ sở này sản xuất cell lithium sắt phosphate, hay LFP, cỡ lớn cho các hệ thống lưu trữ năng lượng, đồng thời sản xuất cell nickel-mangan-cobalt, hay NMC, cho xe điện. Các cell NMC dự kiến được dùng cho Toyota Highlander EV đời 2027. 47

Đây là bước mở rộng sản xuất lithium-ion truyền thống, không phải dấu hiệu cho thấy nhà máy sắp chuyển ngay sang pin thể rắn. Cách làm này phản ánh giá trị thương mại của những công nghệ đã có thể sản xuất ở hiện tại, trong khi cell thế hệ mới vẫn cần trải qua các giai đoạn nghiên cứu, dây chuyền thí điểm và kiểm định.

Lộ trình thực tế không chỉ có pin thể rắn

LG Energy Solution cùng các đối tác cũng đang theo đuổi những cải tiến có khả năng đến với xe điện sớm hơn. General Motors và LG Energy Solution dự kiến thương mại hóa cell hình lăng trụ lithium giàu mangan, gọi tắt là LMR, tại Mỹ từ năm 2028; giai đoạn tiền sản xuất có thể bắt đầu sớm hơn. Hai công ty hướng loại cell này tới xe bán tải điện và SUV cỡ lớn, với mục tiêu phạm vi hoạt động trên 400 dặm, tương đương khoảng 644 km, ở một số ứng dụng. 373940

Tài liệu nghiên cứu công khai của LG Energy Solution cũng nêu pin sodium-ion là công nghệ được lên kế hoạch thương mại hóa vào năm 2027. Natri có nguồn cung dồi dào hơn lithium, đồng thời có thể đem lại lợi thế về chi phí, khả năng sạc-xả công suất cao và hiệu suất ở nhiệt độ thấp. Các ứng dụng tiềm năng gồm hệ thống lưu trữ năng lượng và những mẫu xe điện giá dễ tiếp cận hơn. 23

Những dự án này cho thấy ngành pin đang đi theo con đường đa dạng hóa: cell LFP giá thấp hơn, cell NMC có mật độ năng lượng cao, hóa học giàu mangan và các thiết kế mới có thể tiếp tục cải thiện xe điện mà không cần chờ một cuộc chuyển đổi hoàn toàn sang pin thể rắn.

Nên đọc các mốc thời gian cạnh tranh như thế nào?

Một số công ty pin và hãng xe Trung Quốc đã công bố mục tiêu thử nghiệm sản xuất, chạy thử trên đường hoặc trình diễn xe dùng pin thể rắn vào năm 2027. CATL và BYD nằm trong nhóm gắn với các kế hoạch thử nghiệm quy mô nhỏ, còn Geely, Farasis Energy, CALB và Gotion High-Tech cũng được liên hệ với các mục tiêu thí điểm hoặc kiểm thử. 4142

ProLogium đã khởi công xây dựng một gigafactory pin thể rắn tại Dunkirk, Pháp. Lộ trình công bố của công ty gồm giai đoạn sản xuất ban đầu rồi mở rộng công suất, biến dự án này thành phép thử quan trọng đối với khả năng sản xuất ổn định công nghệ ở quy mô lớn hơn nhiều. 43

Những thông báo trên cho thấy hoạt động phát triển đang diễn ra mạnh mẽ, nhưng tự chúng chưa chứng minh pin thể rắn đã sẵn sàng cho thị trường đại trà. Một dây chuyền thử nghiệm năm 2027 có thể tạo ra cell phục vụ kiểm định mà chưa chứng minh được hóa học đó đáp ứng các yêu cầu của ô tô với tỷ lệ thành phẩm cao, chi phí thấp và sản lượng lớn.

Nguyên mẫu chứng minh tiềm năng, chưa phải sản phẩm phổ thông

Các hãng xe đã sử dụng chương trình nguyên mẫu để kiểm tra cell thể rắn và bán thể rắn. Cell của Factorial từng được lắp trong một nguyên mẫu Mercedes-Benz EQS, trong khi nhiều nhà sản xuất khác cũng đang đánh giá công nghệ tương tự trên xe trình diễn. 2153

Các bài kiểm tra thực tế có ý nghĩa vì chúng cho thấy cell hoạt động ra sao trong điều kiện vận hành của xe. Tuy vậy, nguyên mẫu vẫn khác xa một mẫu xe sản xuất hàng loạt và bán rộng rãi. Quá trình chuyển đổi còn đòi hỏi kiểm định dài hạn, độ ổn định của dây chuyền, năng lực chuỗi cung ứng và một bài toán kinh doanh phù hợp cho cả hãng xe lẫn người mua.

Điều này có ý nghĩa gì với thị trường xe điện?

Cách diễn giải thận trọng nhất về quan điểm của LG Energy Solution không phải là pin thể rắn còn xa với mọi ứng dụng. Ý chính là những ứng dụng thương mại đầu tiên có thể xuất hiện trong thiết bị nhỏ hoặc các sản phẩm chuyên dụng, còn xe điện đại trà cần nhiều thời gian hơn vì cell lớn hơn, sản lượng cao hơn và hậu quả của sai lỗi nghiêm trọng hơn. 113

Một số công ty có thể đạt thương mại hóa giới hạn hoặc đưa xe trình diễn ra đường trước khi thập niên này kết thúc. Mục tiêu năm 2029 của chính LG Energy Solution cho thấy công ty vẫn đang theo đuổi pin thể rắn cho ô tô điện. 1925 Dù vậy, với phần lớn người mua xe điện trong nửa sau thập niên 2020, những thay đổi dễ thấy hơn nhiều khả năng sẽ đến từ pin lithium-ion được cải tiến — đặc biệt là LFP, NMC và các thiết kế giàu mangan — thay vì một cuộc thay thế đột ngột trên toàn ngành.

Vì thế, khi đọc một thông báo mới về pin thể rắn, không nên chỉ nhìn vào năm ra mắt được hứa hẹn. Hãy tìm bằng chứng về tỷ lệ thành phẩm của cell cỡ lớn, tuổi thọ chu kỳ, độ an toàn, chi phí và kế hoạch sản xuất xe ở sản lượng cao. Cho đến khi tất cả yếu tố này được chứng minh cùng lúc, “sản xuất thử nghiệm” nên được xem là một cột mốc kỹ thuật — chưa phải bằng chứng rằng xe điện dùng pin thể rắn đã sẵn sàng cho số đông.