Trong nhiều năm, Toyota là cái tên đi sau trong lĩnh vực công nghệ xe điện (EV). Nhưng với kinh nghiệm sâu rộng về khoa học vật liệu và kỹ thuật, Toyota đang hướng tới vị trí một nhà cung cấp các thành phần pin EV thiết yếu. Khi BMW, Honda, Mercedes và Stellantis đẩy mạnh các chương trình của riêng họ, những tiến bộ kỹ thuật và chiến lược chuỗi cung ứng của Toyota đang định hình giai đoạn tiếp theo của sự đổi mới xe điện.
Toyota đang có một bước đi quyết đoán hướng tới điều mà nhiều người coi là đỉnh cao của công nghệ EV: Sản xuất hàng loạt pin thể rắn hoàn toàn (all-solid-state batteries). Họ dự kiến sẽ ra mắt mẫu xe đầu tiên sử dụng công nghệ pin thế hệ tiếp theo này sớm nhất là vào năm 2027, với mục tiêu thiết lập các tiêu chuẩn mới về phạm vi hoạt động, tốc độ sạc và hiệu suất.
Tham vọng của Toyota được thúc đẩy bởi một thỏa thuận phát triển mới với Sumitomo Metal Mining, nhằm tăng cường sản xuất vật liệu làm điện cực cathode cho pin thể rắn. Kể từ năm 2021, hai công ty đã làm việc để tinh chỉnh hóa học và độ bền vật liệu, giải quyết các vấn đề như suy giảm cathode vốn đã lâu trì hoãn việc triển khai thương mại. Sumitomo đã áp dụng các kỹ thuật tổng hợp bột độc quyền để tạo ra vật liệu cathode có tuổi thọ và ổn định cao hơn, được thiết kế để chịu được nhiều chu kỳ sạc mà không làm giảm đáng kể hiệu suất.
Toyota cũng đã hợp tác với công ty dầu khí Idemitsu Kosan. Cả hai hiện đang xây dựng một cơ sở có khả năng sản xuất 1.000 tấn lưu huỳnh lithium hàng năm. Lưu huỳnh lithium, một vật liệu điện phân quan trọng cho pin thể rắn, sẽ được sản xuất trên quy mô lớn vào năm 2027 khi nhà máy này đi vào hoạt động.
Toyota đang có một bước đi quyết đoán hướng tới điều mà nhiều người coi là đỉnh cao của công nghệ EV: Sản xuất hàng loạt pin thể rắn hoàn toàn (all-solid-state batteries). Họ dự kiến sẽ ra mắt mẫu xe đầu tiên sử dụng công nghệ pin thế hệ tiếp theo này sớm nhất là vào năm 2027, với mục tiêu thiết lập các tiêu chuẩn mới về phạm vi hoạt động, tốc độ sạc và hiệu suất.
Tham vọng của Toyota được thúc đẩy bởi một thỏa thuận phát triển mới với Sumitomo Metal Mining, nhằm tăng cường sản xuất vật liệu làm điện cực cathode cho pin thể rắn. Kể từ năm 2021, hai công ty đã làm việc để tinh chỉnh hóa học và độ bền vật liệu, giải quyết các vấn đề như suy giảm cathode vốn đã lâu trì hoãn việc triển khai thương mại. Sumitomo đã áp dụng các kỹ thuật tổng hợp bột độc quyền để tạo ra vật liệu cathode có tuổi thọ và ổn định cao hơn, được thiết kế để chịu được nhiều chu kỳ sạc mà không làm giảm đáng kể hiệu suất.
Toyota cũng đã hợp tác với công ty dầu khí Idemitsu Kosan. Cả hai hiện đang xây dựng một cơ sở có khả năng sản xuất 1.000 tấn lưu huỳnh lithium hàng năm. Lưu huỳnh lithium, một vật liệu điện phân quan trọng cho pin thể rắn, sẽ được sản xuất trên quy mô lớn vào năm 2027 khi nhà máy này đi vào hoạt động.
Những nỗ lực hợp tác này là một phần của sáng kiến rộng lớn hơn của Nhật Bản nhằm thiết lập chuỗi cung ứng tự chủ cho các vật liệu pin tiên tiến và giảm sự phụ thuộc vào Trung Quốc và Hàn Quốc.
Tổng cộng, các công ty Nhật Bản đã cam kết hơn 7 tỷ USD, để thúc đẩy nghiên cứu và sản xuất pin thể rắn và thể rắn một phần.
Pin lithium-ion truyền thống đã cung cấp năng lượng cho xe ô tô, rồi cả xe máy điện trong gần ba thập kỷ, kể từ khi General Motors giới thiệu EV1 vào năm 1996. Chúng sử dụng chất điện phân dạng lỏng, dễ bị quá nhiệt, dẫn đến các rủi ro về an toàn, chẳng hạn như hiện tượng thoát nhiệt, pin tự tăng nhiệt độ không kiểm soát, dẫn tới cháy nổ.
Ngược lại, pin thể rắn của Toyota sử dụng chất điện phân rắn, ổn định hơn, nhỏ gọn hơn và ít bị quá nhiệt. Kết hợp với vật liệu cathode và anode được tối ưu hóa, những pin này mang lại mật độ năng lượng cao hơn, công suất lớn hơn và tuổi thọ dài hơn, đồng thời giảm nguy cơ cháy và cho phép sạc nhanh hơn. Thiết kế của chúng cũng cho phép các nhà sản xuất ô tô tạo ra các cụm pin nhẹ và nhỏ gọn, mang lại sự linh hoạt hơn cho các nhà thiết kế về nội thất xe và bố cục hệ truyền động.
Toyota có kế hoạch tiếp tục tinh chỉnh nền tảng pin thể rắn của mình, giải quyết các thách thức về chi phí và khả năng sản xuất trước khi sản xuất hàng loạt. Nếu tiến độ tiếp tục với tốc độ hiện tại, một chiếc xe được trang bị pin thể rắn có thể ra mắt vào năm 2027 hoặc 2028.
Nhu cầu toàn cầu đối với xe điện tiên tiến tiếp tục tăng lên, nhiều nhà sản xuất ô tô đang khám phá các giải pháp bán thể rắn để thay thế một phần chất điện phân lỏng nhằm đạt được những cải tiến nhỏ.
Quảng cáo
Các mẫu xe ra mắt gần đây, chẳng hạn như MG4 thế hệ thứ hai của MG với pin thể rắn một phần, cho thấy sự tiến bộ trong công nghệ, nhưng hầu hết các nhà sản xuất vẫn dựa vào các cụm pin lithium-ion thông thường. Việc tập trung của Toyota vào pin thể rắn có thể khắc phục những hạn chế quan trọng về tốc độ sạc, phạm vi hoạt động và an toàn, giúp loại bỏ các rào cản chính cho việc áp dụng xe điện trên diện rộng.
Là nhà sản xuất ô tô lớn nhất thế giới, Toyota đã phải đối mặt với những lời chỉ trích vì cách tiếp cận có phần quá thận trọng trong phát triển xe điện.
Nếu thành công với kế hoạch pin xe điện thể rắn, những tiến bộ của hãng có thể thúc đẩy sự chuyển đổi toàn ngành, thiết lập các tiêu chuẩn mới về hiệu suất, độ tin cậy và hiệu quả năng lượng. Những năm tới sẽ quyết định liệu công nghệ pin thể rắn có thể thực hiện được lời hứa của họ ở quy mô thương mại hay không.
Theo Techspot
