Được cho là hiệu quả hơn, ít gây ô nhiễm hơn và an toàn hơn so với lithium-ion, loại ắc quy “rắn” dành cho ô tô điện đang thu hút đầu tư lên đến hàng tỷ euro, giúp tạo điều kiện khởi động sản xuất công nghiệp trước cuối thập kỷ này. Tại Pháp, kế hoạch xây dựng một nhà máy dành riêng cho loại công nghệ này đã xuất hiện.
Công ty sản xuất ắc quy ProLogium của Đài Loan có kế hoạch đầu tư 5,2 tỷ euro trong giai đoạn từ nay cho đến năm 2030 để phát triển nhà máy sản xuất ắc quy có chất điện phân rắn ở Dunkirk (miền bắc Pháp). Đây là một ván cược, vì thế giới vẫn chưa làm chủ hoàn toàn được hoạt động sản xuất loại ắc quy mới này.
Ông Jean-Marie Tarascon - Giáo sư tại Collège de France, giải thích với AFP: “Ngày nay, chúng ta chỉ mới làm chủ công nghệ trong phòng thí nghiệm chứ không phải trên quy mô lớn”.
Theo ông ProLogium, quá trình sản xuất được lên kế hoạch vào cuối năm 2026. Volkswagen cũng đã đầu tư vào công nghệ này thông qua công ty Quantum Space để sản xuất sản phẩm của riêng mình vào năm 2025. Toyota cũng đang hướng tới mục tiêu tương tự.
Ông Tarascon cho biết thêm: “Công cuộc chuyển đổi sang quy mô công nghiệp sẽ không xảy ra trước cuối thập kỷ này, thậm chí, có thể phải tới năm 2035. Những công nghệ chính cần nắm được là cách kiểm soát áp suất trong quá trình lắp ráp và giao diện với chất điện phân rắn”.
Nói cách khác, những cơ sở lắp ráp khó mà truyền dòng điện qua vật liệu rắn nếu không tạo ra môi trường với áp suất cực cao. Rất khó để kiểm soát mức áp lực này ở cấp độ công nghiệp.
Những loại ắc quy thể rắn mới này hứa hẹn sẽ mang dòng điện chạy qua một chất dẫn cứng, không lỏng để truyền điện giữa cực dương và cực âm.
Về lý thuyết, loại ắc quy này sẽ có tính an toàn cao, giúp giảm nguy cơ hỏa hoạn. Về mặt khối lượng, kích thước của ắc quy cũng sẽ giảm. Tốc độ sạc sẽ nhanh hơn, mật độ năng lượng cao hơn, giúp lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong cùng một thể tích so với loại ắc quy có chất điện phân lỏng (li-ion).
Theo Tổ chức phi chính phủ Giao thông vận tải và Môi trường (T&E), ắc quy có chất điện phân rắn cũng sẽ giúp “giảm 24 - 39% lượng khí thải CO2” so với ắc quy li-ion.
Bà Cecilia Mattea - người quản lý chính sách về ắc quy và chuỗi cung ứng tại T&E, nói với AFP: “Đây là lợi ích cho môi trường, với điều kiện có luật nghiêm ngặt để chi phối phương pháp khai thác kim loại”.
Một phản hồi duy nhất
Tuy có nhiều lợi thế đến vậy, tất cả vẫn nằm chủ yếu trên lý thuyết. Hiện chỉ có một nơi có khả năng xác minh chất lượng: Blue Solutions - công ty con thuộc tập đoàn đa ngành Bolloré (Pháp). Đây là công ty duy nhất đang tiếp thị ắc quy rắn trên toàn thế giới.
Sau 25 năm, công ty đã đạt thành công trong việc trang bị “Bluecar” (trước đây là AutoLib) và “Bluebus” - chủ yếu do Công ty quản lý giao thông công cộng Paris (RATP) điều hành.
Vấn đề nằm ở chỗ: Vào tháng 4/2022, có 2 xe buýt thuộc loại này đã bốc cháy ở Paris, làm ảnh hưởng đến 148 chiếc xe đang lưu thông cùng dòng.
Ông Richard Bouveret - Giám đốc điều hành của Blue Solutions, nói với AFP: “Có khả năng cao, nguyên nhân không nằm ở vấn đề thiết kế, mà là do cách điện không tốt, tạo ra đoản mạch trong một số điều kiện nhất định. Kể từ đó, chúng tôi đã rút ra nhiều kinh nghiệm từ những sự kiện này và đảm bảo những năng lực quan trọng và cần thiết cho quy trình này”.
Bên cạnh sự cố này, ắc quy của Blue Solutions chỉ hoạt động khi được làm nóng đến 60 độ C, yêu cầu xe phải luôn được cắm điện kể cả khi không sử dụng. Nếu không, ắc quy sẽ phóng điện. Điều này làm sản phẩm bị hạn chế sử dụng đối với một vài loại xe.
Tuy nhiên, ông Bouveret cho biết: “Nhờ một công thức hoàn toàn mới cho polyme cấu thành chất điện phân rắn, ắc quy thế hệ thứ tư có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng”.
Với khoản đầu tư 145 triệu euro trong 3 năm - được công bố vào cuối năm 2022, Blue Solution muốn sản xuất hàng loạt công thức mới này trong giai đoạn từ nay cho đến năm 2028.
Về phần mình, ProLogium đảm bảo rằng ắc quy của họ sẽ không có những vấn đề như “cần làm nóng trước”, vì chúng sử dụng silicone. Theo ông Tarascon, đây là một “giải pháp lai, với số lượng ưu điểm nằm giữa ắc quy lithium-ion và ắc quy thể rắn”.
Hiện tại, ắc quy có chất điện phân rắn được xem là một bước đột phá về công nghệ, và sẽ song hành với ắc quy lithium-ion mà không cần thay thế hoàn toàn chúng. Ông Bouveret cho biết: “Ước tính vào năm 2030, ắc quy thể rắn sẽ chiếm 20% thị trường”.