Cuộc chạy đua mới của các hãng pin xe điện: sạc trong 5 phút

Các nhà sản xuất pin xe điện đang trên đường đạt đến thời gian sạc tương đương với thời gian tài xế đổ xăng tại các trạm xăng.

Các nhà sản xuất pin châu Á đang chạy đua phát triển các thế hệ pin “sạc siêu nhanh” mới cho xe điện, giúp việc tiếp nhiên liệu nhanh như đổ xăng hoặc dầu diesel cho ô tô.

Ngành công nghiệp xe điện toàn cầu đang tìm cách thuyết phục những người tiêu dùng hoài nghi vì thời gian sạc lâu và “nỗi lo về phạm vi hoạt động”. Hai hãng CATL và Gotion High-tech của Trung Quốc năm nay đã công bố các loại pin có thể sạc từ 10% đến 80% trong vòng chưa đầy 10 phút.

Mục tiêu là sạc xe điện trong khoảng năm phút, khiến trải nghiệm này hầu như không thể phân biệt được với việc đổ xăng cho ô tô bằng nhiên liệu truyền thống.

Andreas Breiter, đồng giám đốc Trung tâm Di động Tương lai của McKinsey tại Bắc Mỹ, cho biết: “Một giải pháp cho nỗi lo về phạm vi hoạt động rõ ràng là tăng phạm vi hoạt động của xe điện, nhưng giải pháp còn lại là sạc xe điện đủ nhanh để thuận tiện khi đang di chuyển”.

“Vì có giới hạn về phạm vi hoạt động và số lượng pin mà xe điện có thể chứa, nên sạc nhanh hơn sẽ là một phần của giải pháp nhưng đi kèm với sự đánh đổi”.

Những thách thức cản trở cột mốc năm phút bao gồm rủi ro an toàn cao hơn, tuổi thọ pin ngắn hơn, tính khả dụng của kết nối lưới điện và chi phí phát sinh liên quan đến việc lắp đặt bộ sạc siêu nhanh. Ngành công nghiệp xe điện cũng đang phải đối mặt với xu hướng người tiêu dùng chuyển sang xe hybrid hoặc gắn bó với xe chạy bằng xăng và dầu diesel, vì động lực chuyển sang xe thuần điện đang giảm.

Nhà sản xuất ô tô Hàn Quốc Hyundai nói với tờ Financial Times rằng họ coi sạc nhanh là yếu tố cần thiết để thúc đẩy doanh số bán xe điện. Cơ sở hạ tầng mở rộng sẽ tăng sự tiện lợi cho khách hàng, công ty cho biết, và các liên doanh đã được thành lập với các nhà sản xuất ô tô khác để xây dựng mạng lưới sạc EV công suất cao trên khắp Bắc Mỹ và Châu Âu.

Trong khi nhiều người mua xe điện tiềm năng vẫn còn e ngại khi nghĩ đến việc phải dừng hành trình để dành tới một giờ tại trạm sạc, một số mẫu xe điện sạc 800 volt hiện có trên thị trường có thể được sạc bằng bộ sạc “Cấp độ 3” lên khoảng 80% pin — tương đương với phạm vi hoạt động hàng trăm km — trong vòng chưa đầy 20 phút.

Joon Park, giám đốc tiếp thị của nhà sản xuất bộ sạc Hàn Quốc SK Signet, cho biết: “Bộ sạc siêu nhanh của chúng tôi cho phép sạc xe điện lên 80% chỉ trong 15 phút, giúp bạn có đủ phạm vi hoạt động để lái xe 450 km từ LA đến Las Vegas”.

Tốc độ sạc thường được đo bằng thời gian cần thiết để sạc từ 10% đến 80%, vì lý tưởng nhất là pin không nên cạn kiệt dưới 10%, trong khi tốc độ sạc chậm lại đáng kể khi sạc từ 80 đến 100%.

Theo Bộ Giao thông Vận tải Mỹ, bộ sạc “Cấp độ 1” cắm vào ổ cắm AC 120 volt tiêu chuẩn trong gia đình cung cấp khoảng 1 kilowatt điện — đủ để sạc một chiếc xe điện từ mức cạn đến 80% trong 40-50 giờ. Bộ sạc “Cấp độ 2” 240 volt loại dùng để sạc qua đêm thường cung cấp tới 20 kW và thời gian sạc từ 4-10 giờ.

Nhưng bộ sạc “Cấp độ 3” siêu nhanh mới nhất, bỏ qua bộ sạc tích hợp của xe điện cung cấp dòng điện một chiều (DC) trực tiếp cho pin, có thể cung cấp hàng trăm kilowatt, giúp giảm đáng kể thời gian sạc. Tesla Superchargers cung cấp công suất lên đến 250kW, cho phép sạc 120 km trong năm phút, trong khi bộ sạc hàng đầu của Huawei cung cấp công suất sạc tới 600kW.

Neil Beveridge, một nhà phân tích cấp cao tại Bernstein ở Hồng Kông, lưu ý rằng các nhà sản xuất pin hàng đầu của Trung Quốc đã vượt lên trước các đối thủ Hàn Quốc trong việc sản xuất các cell pin có khả năng sạc nhanh nhất.

Pin Shenxing Plus của CATL, được ra mắt tại triển lãm ô tô Bắc Kinh vào đầu năm nay, hứa hẹn thời gian sạc tương đương với phạm vi một km mỗi giây hoặc 600 km trong 10 phút.

Nhưng các nhà sản xuất pin Hàn Quốc quyết tâm thu hẹp khoảng cách. “Vào năm 2026, chúng tôi sẽ ra mắt một loại pin có thể sạc đầy trong vòng chín phút”, Goh Juh-young, phó chủ tịch của nhà sản xuất pin Hàn Quốc Samsung SDI, nói với tờ Financial Times.

“Nhưng mục tiêu của chúng tôi là phát triển một loại pin xe điện có thể ngang bằng với các loại xe sử dụng động cơ đốt trong, có thể đi được 600 km sau năm phút tiếp nhiên liệu”.

Về nhược điểm, Lee Hang-koo, người đứng đầu Viện Công nghệ hội tụ ô tô Jeonbuk tại Hàn Quốc, cho biết có bằng chứng cho thấy tuổi thọ của pin có thể bị giảm do sạc siêu nhanh quá mức, cũng như nguy cơ cháy pin tăng do quá nhiệt.

“Vấn đề lớn nhất của việc sạc nhanh là nhiệt độ của pin”, Kim Je-young, giám đốc công nghệ tại LG Energy Solution, nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới không phải của Trung Quốc, cho biết.

Một lý do khiến tốc độ sạc của pin Trung Quốc tăng lên là do các nhà sản xuất của họ tập trung vào pin lithium sắt phosphate hay còn gọi là pin LFP, loại pin ít bị quá nhiệt hơn so với pin giàu niken của các nhà sản xuất pin Hàn Quốc.

Tuần trước, công ty mẹ của LG Energy Solution là LG Chem đã công bố rằng họ đã phát triển một “lớp gia cố an toàn” có khả năng phản ứng với nhiệt độ, có độ dày bằng 100% độ dày của tóc người, được thiết kế để giảm nguy cơ xảy ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt, một nguyên nhân chính gây ra cháy pin.

Lee của Viện Jeonbuk lưu ý rằng tốc độ sạc không phải là ưu tiên hàng đầu của nhiều chủ sở hữu xe điện, những người có thể không muốn gánh thêm chi phí cho việc sạc siêu nhanh tốn nhiều điện.

Lee cho biết “Theo các cuộc thăm dò gần đây, người tiêu dùng cho rằng việc giảm giá xe điện và có phạm vi hoạt động xa quan trọng hơn tốc độ sạc”. “Người tiêu dùng muốn thấy nhiều cơ sở sạc hơn là muốn sạc nhanh hơn”.

Nhưng theo Beveridge của Bernstein, ngành công nghiệp này đang tiến đến một điểm tới hạn, khi mà việc sở hữu một chiếc xe điện sẽ không còn bị coi là kém tiện lợi hơn so với việc sở hữu một chiếc ô tô có động cơ đốt trong tiêu chuẩn nữa.

“Nếu bạn nhìn vào những chiếc xe hiện đại ra đời tại Trung Quốc, bạn có thể thấy rằng việc đi được 700-800 km chỉ với 10 phút sạc sẽ sớm trở thành chuẩn mực”, ông nói.

“Điều đó sẽ quá đủ đối với đại đa số người tiêu dùng và đó là lý do tại sao xe điện cuối cùng sẽ chiến thắng”.