Hãng sản xuất pin xe điện Trung Quốc - CATL đặt mục tiêu vào công nghệ pin lithium-air với mật độ năng lượng lý thuyết lên đến 12.000 Wh/kg, chỉ kém xăng 1.000 Wh/kg.
Tại Diễn đàn Cung cấp Năng lượng cho Quốc gia 2026 vừa diễn ra tại Trung Quốc, ông Wu Kai, nhà khoa học trưởng của CATL kiêm viện sĩ Viện Hàn lâm kỹ thuật Trung Quốc, đã công bố trọng tâm chiến lược của công ty vào công nghệ pin lithium-air. Đây là lần đầu tiên CATL công khai xác định công nghệ này là hướng phát triển tương lai và là trọng tâm cho cuộc cạnh tranh pin toàn cầu thế hệ tiếp theo.
Cực âm được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hấp thụ và giải phóng oxy, những quá trình cần thiết cho việc phóng điện và sạc pin lithium-air (nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk)
Không giống như các loại pin lithium-ion truyền thống, dựa vào các hợp chất kim loại nặng như niken, coban và mangan để chứa các ion lithium, pin lithium-air sử dụng kim loại lithium làm cực dương và oxy từ không khí làm chất phản ứng ở cực âm. Thiết kế này giúp giảm đáng kể trọng lượng và độ phức tạp, nhờ đó chúng được mệnh danh là "pin thở".
Mật độ năng lượng lý thuyết của công nghệ lithium-air rất đáng kinh ngạc, đạt tới 12.000 Wh/kg – một con số tương đương với xăng (khoảng 13.000 Wh/kg). Mặc dù các nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm hiện nay đã đạt được hơn 1.200 Wh/kg, con số này đã cao hơn gấp bốn lần so với dung lượng 250–270 Wh/kg của các loại pin lithium-ion thông thường và cao hơn đáng kể so với mức 500 Wh/kg dự kiến từ pin thể rắn.
Hình vẽ sơ đồ cấu tạo của pin lithium-air. (Nguồn: UIC và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne)
Nếu được thương mại hóa thành công, công nghệ này có thể loại bỏ hoàn toàn nỗi lo về phạm vi hoạt động, giúp xe điện có phạm vi hoạt động vượt quá 1.600km trở nên phổ biến.
Thông báo của CATL được đưa ra sau những thành công mà hãng này đã đạt được với pin ion natri. Sau khi lần đầu tiên đề xuất ý tưởng về pin ion natri vào năm 2020, CATL đã thành công trong việc mở rộng quy mô công nghệ này, với việc sản xuất hàng loạt dự kiến bắt đầu vào năm 2026. Pin ion natri hiện đang được tích hợp vào nhiều mẫu xe khác nhau, bao gồm GAC Aion UT, Changan Oshan 520 và các xe từ các thương hiệu như Geely, Chery và FAW.
Trước đó, vào năm 2024, một nhóm nghiên cứu chung từ Đại học Illinois Chicago, Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne và Đại học bang California, Northridge, đã chứng minh thành công pin lithium-air có khả năng hoạt động hơn 700 chu kỳ trong môi trường giống không khí.
Năm 2025, Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne và Viện Công nghệ Illinois đã phát triển một nguyên mẫu đạt hiệu suất 1.200 Wh/kg với tuổi thọ 1.000 chu kỳ sạc ở nhiệt độ phòng. Công nghệ này được dự đoán sẽ cho phép xe điện di chuyển được quãng đường hơn 1.600 km và dự kiến sẽ sẵn sàng để triển khai sau năm 2030.