Vào tháng 10 năm 2025, các nhà sản xuất ô tô năng lượng mới hàng đầu của quốc gia đã chính thức công bố việc phát triển thế hệ pin thể rắn-mới tại một hội nghị công nghệ. Hệ thống pin đi theo lộ trình điện phân sunfua và có mật độ năng lượng 420Wh/kg. Mẫu sedan cỡ trung chạy bằng pin-có phạm vi di chuyển kết hợp hơn 1.200 km và có kế hoạch sản xuất hàng loạt cũng như lắp đặt mẫu xe hàng đầu của nhà sản xuất vào quý 4 năm 2025. Tin tức này đã gây chấn động toàn ngành, với bước đột phá được coi là dấu hiệu quan trọng của ngành công nghiệp pin điện trong "kỷ nguyên trạng thái rắn" vào thời điểm mật độ năng lượng của pin lithium ion lỏng đang tiến gần đến giới hạn 350Wh/kg.
I. CỐT LÕI CÔNG NGHỆ: Logic đằng sau những đột phá ở cự ly 1.200 km
Ưu điểm cốt lõi của thế hệ pin thể rắn-mới bắt nguồn từ những cải tiến trong ba công nghệ chính, với các chỉ số hiệu suất vượt xa đáng kể so với các chỉ số hiệu suất của pin lỏng phổ thông:
(1) Đột phá kép về chất điện giải sunfua.
Pin sử dụng chất điện phân rắn sunfua do chính nó phát triển để giải quyết mâu thuẫn giữa độ dẫn ion và độ ổn định trong chất điện phân truyền thống. Theo giám đốc kỹ thuật của nhà sản xuất, chất điện phân có độ dẫn ion ở nhiệt độ phòng-là 1,2 × 10 − 2S/cm, gấp hơn ba lần so với chất điện phân lỏng truyền thống. Đồng thời, công nghệ sửa đổi tổng hợp nano-giúp giảm 60% trở kháng giao diện. Bước đột phá này cho phép pin duy trì công suất ở mức 85% ngay cả ở nhiệt độ thấp tới âm 20 độ C, giải quyết vấn đề suy giảm phạm vi hoạt động vào mùa đông đối với người dùng ở miền bắc Trung Quốc.
(2) Vật liệu Cathode tổng hợp làm tăng mật độ năng lượng.
Điện cực dương của pin bao gồm một hệ thống tổng hợp gồm "vật liệu gốc lithium{0}}giàu mangan{1}}" và cấu trúc gradient được xây dựng bằng công nghệ lắng đọng lớp nguyên tử, tăng tỷ lệ lên 280mAh/g. Hệ thống này được kết hợp với cực dương tổng hợp silicon{4}cacbon (có công suất 1.800mAh/g) và công nghệ phủ kim loại lithium để đạt được mật độ năng lượng 420Wh/kg. Con số này cao hơn nhiều so với mức 350Wh/kg pin thể rắn mà Zhong Ji hiện đang sản xuất hàng loạt và nhiều hơn mức mà Dongfeng Motor đã công bố trước đây.
(3) Hệ thống thiết kế, tái thiết và bảo vệ an toàn.
Nhờ-khả năng bắt lửa của chất điện phân rắn, pin sẽ loại bỏ hoàn toàn chất điện phân lỏng, về cơ bản loại bỏ nguy cơ mất nhiệt. Các thử nghiệm xuyên qua đinh được thực hiện tại địa điểm hội nghị cho thấy các tế bào không tạo ra lửa hoặc khói sau khi đóng vào đinh thép, với nhiệt độ bề mặt tối đa chỉ 52 độ. Ngoài ra, bộ pin có cấu trúc đệm tổ ong bền gấp ba lần tiêu chuẩn quốc gia và vẫn nguyên vẹn ngay cả sau khi vượt qua bài kiểm tra thả rơi ở độ cao 10 mét.
ii. Tiến bộ trong sản xuất hàng loạt: Phân tích khả thi cho năm 2025
Liên quan đến mốc thời gian sản xuất hàng loạt đến năm 2025, các nhà sản xuất đã tiết lộ một kế hoạch toàn diện bao gồm việc xác minh công nghệ và xây dựng năng lực-cũng như các hệ thống hỗ trợ chuỗi ngành cơ bản:
(1) Bố trí dữ liệu dây chuyền sản xuất thí điểm cung cấp cơ sở cho sản xuất hàng loạt.
Hiện tại, pin đã hoàn thành hơn 5.000 cuộc thử nghiệm chu kỳ trên dây chuyền sản xuất thí điểm 2GWh do nhà sản xuất tự xây dựng, đạt được hơn 3.000 vòng đời (tương đương với hơn 600.000 km phạm vi lái xe), với tỷ lệ suy giảm dưới 20%. Các bài kiểm tra hiệu suất sạc nhanh cho thấy ở 4C, bạn có thể sạc tới 80% trong 12 phút, với hiệu suất bổ sung năng lượng gần bằng hiệu suất của một chiếc ô tô chạy xăng. Các chỉ số này đáp ứng yêu cầu sản xuất hàng loạt ắc quy ô tô.
(2) Sớm phá bỏ những điểm nghẽn trong bố trí chuỗi cung ứng.
Để đáp ứng thách thức sản xuất hàng loạt pin thể rắn{0}}, các nhà sản xuất đang hợp tác với các doanh nghiệp thượng nguồn như BTR và Enjie để tạo ra chuỗi cung ứng độc quyền. Trong số đó, vật liệu tổng hợp lithium-carbon xốp 3D do BTR cung cấp đã giải quyết được sự tăng trưởng của lithium dendrite, trong khi dây chuyền sản xuất chất điện phân sunfua mới, công ty con của Enjie có thể sản xuất 1.000 tấn mỗi năm, đảm bảo nguồn cung cấp vật liệu cốt lõi. Nhà sản xuất cho biết giá thành của một viên pin hiện được kiểm soát ở mức 1,8 mWh. Mặc dù mức này cao hơn mức 0,5-0,55 nhân dân tệ đối với pin lỏng nhưng vẫn giảm 40% so với năm 2024.
(3) Việc xây dựng dây chuyền sản xuất bước vào giai đoạn chạy nước rút cuối cùng.
Việc xây dựng đã bắt đầu trên Cơ sở sản xuất pin trạng thái rắn 8GWh hỗ trợ-tại Khu công nghiệp Sản xuất Thông minh Đồng bằng Sông Trường Giang, sử dụng thiết bị đóng gói và cuộn dây tích hợp hoàn toàn tự động. Việc vận hành thiết bị dự kiến sẽ hoàn thành vào quý 2 năm 2025. Công ty có kế hoạch đạt công suất sản xuất ban đầu là 10.000 chiếc mỗi tháng, ưu tiên các mẫu máy hàng đầu, với sản lượng sẽ tăng lên 30GWh vào năm 2026 để đáp ứng các dây chuyền sản xuất từ trung đến cao cấp.
III. Sóng xung kích trong ngành: Hiệu ứng gợn sóng của những đột phá công nghệ
Thông báo kỹ thuật này không chỉ định hình lại bối cảnh cạnh tranh của các nhà sản xuất NEV mà còn có-ý nghĩa sâu rộng đối với toàn bộ chuỗi công nghiệp năng lượng mới:
(1) Các nhà sản xuất ô tô phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng tăng ở lĩnh vực pin-thể rắn.
Changan Automobile trước đây đã công bố kế hoạch sản xuất hàng loạt và lắp đặt pin thể rắn 400Wh/kg (với phạm vi hoạt động 1.500km) vào năm 2026, trong khi Geely dự định sản xuất hàng loạt một sản phẩm tương tự vào năm 2026. Trên thị trường quốc tế, Toyota và Samsung SDI cũng đã ấn định ngày sản xuất vào năm 2027. Các nhà phân tích trong ngành cho biết giai đoạn 2025-2027 sẽ là thời điểm quan trọng để sản xuất hàng loạt ô tô pin trạng thái rắn và các ứng dụng tích hợp cũng như việc lựa chọn lộ trình công nghệ sẽ quyết định khả năng cạnh tranh của các nhà sản xuất ô tô trong thập kỷ tới.
(2) Cơ sở hạ tầng thu phí phải đối mặt với những thách thức tái thiết.
Phạm vi hoạt động 1.200 km có nghĩa là người dùng chỉ cần sạc một hoặc hai lần một tháng, giảm từ 2-3 lần một tuần hiện tại. Theo một cuộc khảo sát của EV100 Trung Quốc, nếu tỷ lệ thâm nhập trạng thái rắn đạt 30% vào năm 2030 thì nhu cầu quốc gia về các trạm sạc cực nhanh sẽ giảm 25% - 25%. Để đáp lại, Lưới điện Quốc gia đã tiến hành cải tạo nhà máy điện "lưu trữ và chuyển đổi năng lượng quang điện tích hợp" và xây dựng một trạm sạc cực nhanh thí điểm cho pin thể rắn ở khu vực Đồng bằng sông Dương Tử.
(3) Tranh chấp về lộ trình kỹ thuật vẫn tiếp tục.
Mặc dù có mốc thời gian rõ ràng cho việc sản xuất hàng loạt, ngành vẫn bị chia rẽ về mức độ trưởng thành của công nghệ. Zeng Yuqun, người đứng đầu Hiệp hội Công nghiệp Ô tô Trung Quốc, trước đây đã nói rằng hầu hết "pin thể rắn" hiện nay thực chất là các sản phẩm bán rắn và phải mất từ 8 đến 10 năm để tất cả các loại pin -thể rắn-được sản xuất hàng loạt. Phân tích tháo rời cho thấy pin do nhà sản xuất công bố vẫn chứa 5% chất điện phân lỏng, thuộc loại "gần như rắn" nhưng đã tạo ra bước đột phá về hiệu suất cốt lõi của chất điện phân.
IV. GIỚI THIỆU Những thách thức trong tương lai: Ba rào cản khi triển khai sản xuất hàng loạt
Đằng sau sự lạc quan, các ứng dụng-quy mô lớn của pin thể rắn-vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức-trong thế giới thực:
(1) Kiểm soát chi phí vẫn là khó khăn cốt lõi
Với mức giá hiện tại là 1,8 kWh, một bộ pin 80 kWh có giá khoảng 144.000 USD, tương đương hơn 40% giá của các mẫu pin phổ thông. Các nhà sản xuất cho biết thông qua sản xuất nguyên liệu tại địa phương (hiện 70% chất điện phân sunfua được nhập khẩu) và tăng công suất sản xuất, chi phí dự kiến sẽ giảm xuống 1 USD mỗi watt-giờ vào năm 2027, gần bằng giá pin lỏng.
(2) Hệ thống tiêu chuẩn cần được cải thiện khẩn cấp
Hiện tại, không có tiêu chuẩn thống nhất cho pin thể rắn{0}}về phương pháp kiểm tra tuổi thọ theo chu kỳ hoặc tiêu chí đánh giá an toàn. Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc đã hợp tác với 12 nhà sản xuất ô tô và 20 doanh nghiệp sản xuất pin để thành lập một nhóm làm việc về tiêu chuẩn. Nó có kế hoạch phát hành Thông số kỹ thuật cho pin thể rắn trên xe vào năm 2025, trong đó sẽ xác định các chỉ số chính như mật độ năng lượng và hiệu suất an toàn.
(3) Hệ thống tái chế cần lấp đầy những khoảng trống.
Cực dương kim loại lithium và chất điện phân sunfua của pin thể rắn{0}}không phù hợp với quy trình tái chế pin truyền thống và thiếu công nghệ tái chế hoàn thiện. Công ty đã hợp tác với GEM để phát triển quy trình tái chế "khai thác lithium có mục tiêu", nhằm thu hồi hơn 95% tài nguyên lithium và niken, với dây chuyền trình diễn đầu tiên dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2026.
Nhận định: Pin thể rắn mở ra một chương mới trong cuộc cách mạng năng lượng
Từ phòng thí nghiệm đến ô tô được sản xuất hàng loạt, sự đột phá của pin trạng thái rắn có phạm vi hoạt động 1.200 km đánh dấu sự khởi đầu chính thức cho "kỷ nguyên hậu pin lỏng đối với ngành công nghiệp NEV. Như Zhang Yongwei, phó chủ tịch EV100 Trung Quốc đã chỉ ra, pin trạng thái rắn sẽ được lắp đặt trên ô tô cỡ nhỏ trong 2{11}}3 năm tới, định hình lại ngành công nghiệp này. chẳng hạn như chi phí và tiêu chuẩn vẫn tồn tại, làn sóng lặp lại công nghệ là không thể đảo ngược. Việc ra mắt các mẫu xe được sản xuất hàng loạt vào năm 2025 có thể sẽ là một bước ngoặt lớn đối với các phương tiện sử dụng năng lượng mới như một giải pháp thay thế toàn diện cho các phương tiện tiết kiệm nhiên liệu.
