Một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science đã gây bất ngờ lớn khi tiết lộ một loại pin natri-ion thương mại của Trung Quốc có chất lượng sản xuất ngang ngửa với pin lithium-ion của Tesla.
Theo đó, nhóm nghiên cứu tại Đại học RWTH Aachen (Đức) đã tiến hành phân tích 120 tế bào pin của hãng Hina bằng phương pháp phổ ký trở kháng và chụp ảnh X-quang. Kết quả cho thấy các tế bào pin này sở hữu độ đồng đều cực tốt cùng thiết kế bộ thu dòng điện bằng nhôm kép không vấu rất tinh vi. Cấu trúc đặc biệt này giúp giảm điện trở, phân bổ nhiệt đều và mô phỏng gần như hoàn hảo kiến trúc pin cao cấp của Tesla hiện nay.
Hình minh họa.
Mặc dù có màn thể hiện xuất sắc, công nghệ natri-ion đời đầu này vẫn bộc lộ một số khuyết điểm so với các dòng pin lithium-ion tốt nhất. Thử nghiệm thực tế từ -20 - 45 độ C cho thấy khả năng sạc trong điều kiện thời tiết lạnh giá vẫn là điểm yếu cốt lõi cần phải khắc phục. Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng phát hiện nồng độ đồng cao không đồng đều ở cực dương, đặt ra nhiều câu hỏi về sự lão hóa của pin. Ngoài ra, mật độ năng lượng tổng thể của sản phẩm này vẫn thấp hơn và công nghệ nhìn chung chưa đạt đến độ chín muồi hoàn toàn.
Dù vậy, việc thay thế lithium bằng natri mang lại lợi thế khổng lồ cho các nhà sản xuất nhờ nguồn cung dồi dào và dễ tìm kiếm trên toàn thế giới. Yếu tố này giúp giảm mạnh chi phí nguyên liệu thô, đồng thời đập tan những mối lo ngại dài hạn về chuỗi cung ứng toàn cầu. Với khả năng chịu tải nặng tốt trong môi trường lạnh, loại pin này rất lý tưởng cho các hệ thống lưu trữ năng lượng cố định hoặc xe điện phân khúc ngắn. Đây là giải pháp thay thế có giá cả phải chăng, ưu tiên tối ưu hóa chi phí hơn là cạnh tranh về phạm vi di chuyển tối đa.
Một xe điện của Trung Quốc.
Trong giai đoạn tiếp theo, các nhà nghiên cứu đang lên kế hoạch tinh chỉnh vật liệu bên trong để nâng cao tính an toàn khi sạc dưới 0 độ C. Lộ trình phát triển sẽ tập trung mạnh vào các cải tiến đối với cực âm bằng carbon cứng và công thức của chất điện phân. Mục tiêu dài hạn của dự án là hướng tới một công nghệ natri-ion thế hệ mới hoàn toàn không chứa niken lẫn đồng. Nếu đạt được mật độ năng lượng cạnh tranh, đây hứa hẹn sẽ là cột mốc làm thay đổi cục diện thị trường xe điện tương lai.
