Ngành công nghệ xe xanh đang ngày càng phát triển và được quan tâm hơn bao giờ hết, và kéo theo đó là công nghệ sản xuất pin xe điện cũng cần có nhiều cải tiến hơn. Hầu hết pin xe điện đều được sản xuất từ các nguyên liệu thô, được khai thác tự nhiên như niken, kẽm, coban, chì hay Lithium,…Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng cao của thị trường, các nguyên liệu sản xuất pin xe điện ngày càng trở nên khan hiếm và đắt đỏ hơn. Vậy đâu là nguyên liệu làm pin xe điện tốt nhất? Có phương pháp nào để khai thác và sản xuất pin xe điện với chi phí rẻ hơn không? Theo dõi bài viết dưới đây của GreenCharge để có câu trả lời nhé.
Khám phá các nguyên liệu sản xuất pin xe điện
Pin xe điện được ví như trái tim, nơi cung cấp nguồn năng lượng để xe có thể vận hành và hoạt động. Đối với dòng xe điện, hiện có hai loai pin được sử dụng nhiều nhất là pin Lithium và pin axit chì. Vậy các nguyên liệu để làm nên hai loại pin này gồm những gì?
Nguyên liệu được dùng để sản xuất Pin axit chì
Pin xe điện axit chì được phân thành 2 loại chính, đó là pin ngập nước và pin kín. Ưu điểm nổi bật của dòng pin axit chì đó chính là có thể hoạt động hiệu quả cả ở trong môi trường có nhiệt độ nóng và lạnh. Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật phát triển kéo theo sự cải tiến về công nghệ và cấu tạo cho loại pin này, nâng cao về hiệu suất, giúp pin có tuổi thọ cao và hoạt động bền bỉ hơn. Ngày nay vẫn có rất nhiều loại xe phân khối lớn hay các siêu xe sử dụng pin axit chì.
Nguyên liệu được sử dụng để sản xuất pin axit chì đó chính là chì bọt biển và chì peroxide. Cả hai nguyên liệu này đề có khả năng chuyển hóa năng lượng thành điện năng, từ đó giúp xe vận hành.
Về cấu tạo của pin axit chì cũng rất đơn giản, chỉ gồm phần vỏ nhựa và các tấm kim loại. Trong đó vỏ nhựa được chia thành 6 ngăn, các tấm kim loại (được làm từ kẽm hoặc chì) sẽ được các nhà sản xuất ngâm trong dung dịch bao gồm nước và axit sunfuric, từ đó tạo ra chất điện ly.
Nguyên liệu được dùng để sản xuất pin Lithium
Thành phần chính của pin Lithium được làm từ hợp kim hoặc kim loại Lithium, thường được sử dụng cho máy tính, điện thoại, xe máy điện, xe ô tô điện, máy ảnh,…Trong đó pin Lithium Ion và Lithium kim loại là hai loại pin được sử dụng nhiều nhất.
- Pin Lithium kim loại: nguyên liệu sản xuất pin Lithium kim loại là mangan dioxit cho điện cực dương, và dùng kim loại Lithium (hoặc hợp kim Lithium) cho điện cực âm), chất điện giải không dính. Lúc này phản ứng xả của pin Lithium kim loại như sau: Li + MnO2 = LiMnO2
- Pin Lithium-Ion: nguyên liệu sản xuất pin Lithium-Ion bao gồm thành phần LiMnO4 và LicoO2 cho điện cực dương, điện cực âm thì được làm từ các vật liệu cacbon và than chì (graphite). Màng ngăn cách giữa hai điện cực thường được làm từ nhựa PP hoặc PE. Chất điện phân thì chứa rất nhiều hành phần như LiPF6, LiBF4 hoặc LiClO4 ở dung môi hữu cơ (như các thành phần dimetyl cacbonat, etylen cacbonat và dietyl cacbonat.
Bài toán về khai thác và sản xuất pin xe điện
Tín hiệu báo động đỏ về môi trường liên tục xuất hiện, do đó xu hướng sống xanh, bảo vệ môi trường hiện đang được rất nhiều người quan tâm và hướng đến. Trong đó, việc sử dụng các loại xe điện không mang đến khí thải trong quá trình sử dụng cũng được rất nhiều người đón nhận và ngày càng tăng cao.
Do nhu cầu sử dụng pin xe điện tăng cao mà các nhà đầu tư và nhà sản xuất trên toàn thế giới đã thi nhau xây dựng nhà máy để nghiên cứu, phát triển công nghệ sản xuất pin xe điện nhằm đáp ứng nhu cầu lớn của thị trường. Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính rằng, đến năm 2040, nhu cầu sử dụng vật liệu Lithium sẽ ngày càng tăng và tăng gấp 42 lần so với năm 2020.
Bên cạnh đó, nhu cầu về vật liệu coban có thể tăng đến 21 lần, Niken tăng gấp 19 lần. Do đó, thời gian vừa qua, giá nguyên liệu sản xuất pin xe điện ngày càng tăng mạnh và trong thời gian tới dự đoán vẫn sẽ tiếp tục tăng.
Tuy Lithium không phải là nguyên liệu hiếm và lượng nguyên liệu vẫn có đủ để sản xuất pin trong thời gian dài, tuy nhiên một trong những nguyên liệu quan trọng để sản xuất pin xe điện là Coban lại không còn nhiều. Trên thế giới, các mỏ nguyên liệu đang tập trung nhiều tại Congo, Chile,…Có đến ⅔ trữ lượng Coban cung cấp cho toàn thế giới đang được khai thác tại CHDC Congo với nguồn lao động chủ yếu là trẻ em, khai thác thủ công với điều kiện khó khăn, gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Bên cạnh đó, các mỏ khai thác Coban lại tập trung nhiều tại một khu vực khiến nguồn nước ngọt bị cạn kiệt, cảnh quan thiên nhiên bị tàn phá, môi trường trong khu vực khai thác suy thoái và ô nhiễm nghiêm trọng,…
Nhận thấy nguy cơ mỏ khai thác Coban đang dần cạn kiệt, con người bắt đầu hướng đến việc tìm kiếm các mỏ kim loại dưới đáy biển, thế nhưng để khai thác được rất khó khăn, đồng thời gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống.
Việc thiếu nguyên liệu sản xuất pin xe điện có thể dẫn đến giá thành pin Lithium tăng cao. Do đó, hướng đi phù hợp đó là hạn chế việc phụ thuộc vào các nguyên liệu thô từ thiên nhiên, thay vào đó cần nghiên cứu giải pháp công nghệ hiện đại, tìm vật liệu mới dễ khai thác, nâng cao tính an toàn và tăng hiệu quả hơn.
Ngoài ra, việc thúc đẩy tái chế pin Lithium đã qua sử dụng hiện đang được xem là giải pháp tốt nhất. Một nhà nghiên cứu thuộc Viện nghiên cứu Itochu đã dày công nghiên cứu và tạo ra hệ thống tái chế pin hiệu quả, giúp giảm việc phụ thuộc vào các nguyên liệu thô trong thiên nhiên. Đây cũng là cơ sở để Liên minh Châu Âu tiến hành tái chế nguồn tài nguyên, từ đó sản xuất pin Lithium.
Sự ra đời của pin thể rắn – công nghệ pin của tương lai cũng là một tín hiệu đáng mong chờ có thể giúp thay đổi cục diện xấu của pin xe điện. Với khả năng sạc nhanh chóng, cung cấp nhiều năng lượng và thậm chí hoạt động an toàn hơn so với pin Lithium-Ion thể lỏng, pin thể rắn được dự kiến có thể sản xuất đại trà vào năm 2026, từ đó giảm thiểu tình trạng thiếu hụt nguyên liệu thô khi sản xuất pin xe điện.
Tại Việt Nam, Vinfast hiện đang là hãng xe đầu tiên ứng dụng pin Lithium cho xe điện, đồng thời Vinfast cũng đã ký kết hợp tác với công ty ProLogium, sử dụng sáng chế của hãng công nghệ này để sản xuất pin thể rắn cho các dòng xe điện Vinfast sau này, giúp khách hàng có quá trình sử dụng tốt hơn, di chuyển xa hơn và tuổi thọ pin lâu dài hơn.
Là công ty tiên phong trong lĩnh vực cung cấp giải pháp sạc pin cho xe điện, cũng như hỗ trợ bảo trì, sửa chữa hệ thống sạc cho các đối tác lớn trên thế giới như EVbox, ABB, Delta, Wallbox, Toyota, Tesla,…và Vinfast tại Việt Nam. GreenCharge tự tin có thể giúp quý khách hàng có phương pháp chọn sạc pin phù hợp và tiết kiệm chi phí nhất.
Bên cạnh đó, GreenCharge còn có đội ngũ nhân viên với trình độ chuyên môn cao, luôn sẵn sàng lắng nghe và hỗ trợ khách hàng bất cứ lúc nào.
Hy vọng qua những thông tin mà GreenCharge vừa chia sẻ, bạn sẽ hiểu rõ hơn về nguyên liệu sản xuất pin xe điện và biết được đây là nguyên liệu tiên tiến và tốt nhất hiện nay. Nếu bạn cần tư vấn kỹ càng hơn về sạc pin xe điện, hãy liên hệ ngay với GreenCharge để được hỗ trợ nhanh chóng nhé.
