Pin Natri-Át chủ bài mới của CATL

Công nghệ Pin dành cho xe điện đang phát triển vũ bão trong thập kỷ qua. Sau thành công của LFP thì hiện đã xuất hiện thêm các dòng Pin mới như Pin Hydro, Pin Natri, Pin Amoniac....Trong đó Pin Natri đang là một cái tên được nhiều người nhắc đến.

Pin Natri-ion là gì?

Pin natri-ion (hay NIB hoặc SIB) là một loại pin có thể sạc lại tương tự như pin lithium-ion nhưng sử dụng ion natri (Na+) làm chất mang điện. Cực dương (khi xả, âm khi nạp) của pin được làm bằng tinh thể NaFeO4 thay cho LiFeO4 trên Pin Lithiumion.

Pin Natri là gì?

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo tế bào của nó gần giống với nguyên lý hoạt động của các loại pin lithium-ion được bán rộng rãi trên thị trường, nhưng các hợp chất natri được sử dụng thay vì các hợp chất lithium.

So với các nguyên tố lithium, ưu điểm của pin natri-ion là chúng rất giàu tài nguyên và tài nguyên natri chiếm khoảng 2,64% trữ lượng nguyên tố vỏ trái đất. Phương pháp thu được các nguyên tố natri cũng rất đơn giản, vì vậy so với pin lithium-ion, pin natri-ion sẽ rẻ hơn.

Nguyên lý hoạt động của Pin Natri

Nguyên lý hoạt động của pin natri-ion tương tự như pin lithium-ion, sử dụng các ion natri xen kẽ giữa các điện cực dương và điện cực âm để đạt được quá trình sạc và xả. Khi sạc, Na cộng được chiết ra từ điện cực dương và nhúng vào điện cực âm thông qua chất điện phân, đồng thời, điện tích bù của các electron được cung cấp cho điện cực âm thông qua một mạch ngoài để đảm bảo cân bằng điện tích của điện cực dương và âm.

Nguyên lý hoạt động của Pin Natri

Điều ngược lại là đúng trong quá trình phóng điện, Na cộng được khử xen kẽ từ điện cực âm và đưa vào điện cực dương thông qua chất điện phân. Trong điều kiện nạp và xả bình thường, sự xen kẽ và khử xen kẽ của các ion natri giữa các điện cực dương và âm không phá hủy cấu trúc hóa học cơ bản của vật liệu điện cực.

So sánh Pin Natri và Pin Lithium

Pin Natri có ưu điểm là thời gian sạc nhanh, an toàn hơn và không phụ thuộc vào các kim loại quý hiếm như Lithium, Coban, Niken, Mangan. Nhược điểm là mật độ năng lượng chỉ bằng khoảng 1 nửa so với Pin Lithium.

Bảng so sánh pin Natri -ion và Lithium-ion

Phạm vi hoạt động của xe sử dụng pin Natri sẽ chỉ bằng khoảng 1 nửa so với Pin Lithium nhưng chi phí sử dụng lại chỉ bằng 1/7 so với các dòng Pin của Tesla. Giaxeotovn nhận định rằng dòng pin này chỉ thích hợp cho các dòng xe chạy trong phạm vi ngắn, khoảng 400km và không yêu cầu công suất và khà năng tải lớn.

Pin Natri khó bị bắt lửa hơn pin Lithium, là một điểm cộng về khả năng an toàn. Ngoài ra, hiệu năng của pin Natri ở nhiệt độ thấp cũng tốt hơn pin Lithium-ion, với 90% ở -20oC và 70% ở -40oC. Pin Lithium-ion hoạt động tối ưu ở điều kiện 15-35oC, và có thể gặp vấn đề trong mùa đông lạnh giá. Còn pin Natri-ion thì đạt hiệu suất tốt ngay cả ở nhiệt độ đóng băng, khiến cho các chủ xe yên tâm hoàn toàn khi đi vào mùa đông lạnh giá.

Tốc độ sạc của Pin Natri là 0-80% trong vòng 15 phút, là con số rất đáng để quan tâm. So sánh với chiếc Model Y của Tesla cần 30-33 phút để sạc được 80% Pin thì có thể thấy công nghệ sạc pin Natri nhanh gấp đôi.

CATL nắm giữ cốt lõi Pin Natri

Lại một lần nữa, tập đoàn CATL của Trung Quốc lại giữ vị trí tiên phong trong việc phát triển công nghệ Pin Natri, sau thành công vang dội trong lĩnh vực Pin Lithium. Gã khổng lồ này cũng đang cải tiến bằng cách kết hợp cả hai loại pin Lithium và Natri trong cùng một dòng Pin mới, nhằm phát huy từng ưu điểm của chúng. Dẫu vậy, hiện vẫn chỉ đang trong quá trình thử nghiệm. Quả thực đây là một ông lớn thực sự có tiếng nói quyết định tương lai của ngành xe điện thế giới.

Một đối thủ khác đang lên trong lĩnh vực này là Ấn Độ. Vào ngày cuối cùng của năm 2021, tập đoàn Reliance Industries của Ấn Độ cho biết đơn vị năng lượng mặt trời của họ sẽ mua công ty tiên phong về công nghệ pin Natri-ion Faradion có trụ sở tại Anh với giá 100 triệu GBP (136 triệu USD). Faradion là công ty đầu tiên về công nghệ pin Na-ion hơn 10 năm trước và hiện vẫn đang nắm giữ khá nhiều sáng chế trong lĩnh vực này. Động thái này đánh dấu thương vụ mua lại thứ sáu của Reliance trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Đây là một phần trong kế hoạch 10 tỷ đô la đầy tham vọng của họ nhằm sản xuất và tích hợp đầy đủ tất cả “các thành phần quan trọng của hệ sinh thái Năng lượng Mới”, trải dài mọi giai đoạn của chuỗi cung ứng năng lượng mặt trời, pin, chất điện phân và pin nhiên liệu.