Với những ưu điểm về mật độ năng lượng, độ an toàn và tuổi thọ chu kỳ, pin thể rắn đang dẫn đầu một cuộc cách mạng mới trong công nghệ pin. Hiện tại, nhiều công ty hàng đầu đang đặt hy vọng vào việc đột phá công nghệ pin thể rắn để tạo dựng lợi thế riêng cho mình.
Pin thể rắn, với vai trò là lĩnh vực nghiên cứu chủ chốt của ngành pin, luôn là chủ đề nóng trong ngành. Gần đây, nhiều công ty pin đã công bố thời gian dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt pin thể rắn, và liên quan đến nghiên cứu phát triển cũng đang có dấu hiệu gia tăng tốc độ. Theo thông tin từ Cục Sở hữu trí tuệ quốc gia, từ số liệu công bố sáng chế, tính đến ngày 9 tháng 12, đã có 1020 bằng sáng chế liên quan đến pin thể rắn được công bố trong năm nay.
Với những ưu điểm về mật độ năng lượng, độ an toàn và tuổi thọ chu kỳ, pin thể rắn đang dẫn đầu một cuộc cách mạng mới trong công nghệ pin. Hiện tại, nhiều công ty hàng đầu đang đặt hy vọng vào việc đột phá công nghệ pin thể rắn để tạo dựng lợi thế riêng cho mình.
Sản xuất hàng loạt sắp diễn ra, các công ty sản xuất pin dẫn đầu đổi mới.
Chủ tịch của Ningde Times (300750), ông Tăng Ngọc Quần, đã phát biểu rằng yếu tố chính trong việc nghiên cứu pin thể rắn toàn phần là nghiên cứu về vật liệu và hệ hóa học, trong đó khó khăn nhất là vấn đề “giao diện rắn-rắn.” Đến nay, Ningde Times đã dành 7-8 năm để nghiên cứu phát triển pin thể rắn.
Nhà mạng pin đã chú ý đến việc gần đây có thông tin rằng Ningde Times đã tăng đầu tư vào nghiên cứu pin thể rắn trong năm nay, và đã mở rộng đội ngũ nghiên cứu pin thể rắn lên trên 1000 người. Đồng thời, Ningde Times hiện đang tập trung vào phương pháp sulfide và đã bước vào giai đoạn thử nghiệm mẫu 20Ah.
Ngoài ra, vào ngày 5 tháng 11, Cục Sở hữu trí tuệ quốc gia đã công bố 3 bằng sáng chế của Ningde Times liên quan đến pin thể rắn, bao gồm ” điện phân thể rắn được cải biến và phương pháp chế tạo, pin thể rắn và thiết bị sử dụng điện”, “màng điện phân thể rắn và phương pháp chế tạo, pin thể rắn, thiết bị sử dụng điện” và “đơn vị pin thể rắn và phương pháp sản xuất của nó.”
Ningde Times cho biết công ty tiếp tục đầu tư vững chắc vào pin thể rắn, công nghệ đạt trình độ dẫn đầu ngành, và dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất quy mô nhỏ vào năm 2027.
Vào ngày 18 tháng 11, Công ty TNHH Công nghệ năng lượng mới Anwa (gọi tắt: Anwa Năng lượng mới) đã hoàn thành quy trình sản xuất cuối cùng cho dây chuyền sản xuất pin thể rắn GWh đầu tiên trên thế giới. Nền tảng sản xuất này đã rút ngắn quy trình sản xuất cốt lõi của pin từ 11 bước xuống còn 5 bước, loại bỏ các bước như nướng, nén, chia tách, cắt khuôn, làm khô và bơm chất lỏng, đạt được sản xuất khô cho cực dương và cực âm, giảm 30% đầu tư tài sản cố định và tiết kiệm 20% năng lượng sản xuất.
Được biết, sản phẩm pin thể rắn thế hệ đầu tiên của Anwa dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt vào quý đầu tiên năm 2025, với mật độ năng lượng cao hơn 280Wh/kg, trong khi sản phẩm pin thể rắn thế hệ thứ hai dự kiến sẽ được giới thiệu vào năm 2025 với mật độ năng lượng cao hơn 400Wh/kg, và sản phẩm pin thể rắn thế hệ thứ ba dự kiến sẽ phát hành vào năm 2027 với mật độ năng lượng cao hơn 500Wh/kg.
Hình/Wei Lan Năng lượng mới
Ngày 11 tháng 11, theo thông báo từ Tập đoàn Hoa Phát, Công ty Cổ phần Công nghệ Năng lượng mới Weilan (gọi tắt: Weilan Năng lượng mới) đã hợp tác chiến lược với Tập đoàn Hoa Phát trong lĩnh vực công nghiệp pin thể rắn.
Theo thỏa thuận, Weilan Năng lượng mới cùng với công ty liên doanh Guangdong Weilan sẽ triển khai sản xuất và chế tạo trong lĩnh vực pin thể rắn tại Zhuhai, và dự kiến thành lập công ty con tại Zhuhai hoặc Hengqin, tạo dựng trung tâm nghiên cứu phát triển pin thể rắn, trụ sở hoạt động kinh doanh ở nước ngoài, đồng thời sẽ mở rộng hợp tác rộng rãi với Tập đoàn Hoa Phát trong các lĩnh vực sản xuất pin thể rắn, nghiên cứu công nghệ, xây dựng hệ sinh thái ngành, mở rộng chuỗi công nghiệp, phát triển ứng dụng và đầu tư.
Thông tin cho thấy Weilan Năng lượng mới có 4 cơ sở lớn ở Bắc Kinh (Fangshan), Giang Tô (Liyang), Chiết Giang (Huzhou) và Sơn Đông (Zibo), dự kiến đến năm 2027 sẽ có công suất dự kiến vượt quá 50GWh và kế hoạch sản xuất hàng loạt pin thể rắn quy mô nhỏ vào khoảng năm 2027.
Công nghệ pin thể rắn không có màng ngăn Hình/太蓝新能源
Vào ngày 7 tháng 11, Công ty TNHH Năng lượng mới Tailan (gọi tắt: Tailan Năng lượng mới) đã hợp tác với Changan Automobile, công bố công nghệ pin thể rắn không có màng phân cách. Tailan Năng lượng mới đã loại bỏ màng ngăn và đưa vào lớp điện phân thể rắn composite có độ kín cao trên bề mặt cực, lớp điện phân thể rắn này hoàn toàn không cháy, đảm bảo khả năng dẫn lithium-ion cao trong khi cũng cung cấp tính năng chống nhiệt tuyệt vời.
Lớp điện phân thể rắn này cũng có độ dẻo dai và độ bền cơ học đáng kể, có thể hiệu quả ngăn chặn sự kiểm soát nhiệt do nhiệt độ cao, lực cơ học, tinh thể lithium, v.v., từ đó nâng cao cấp độ an toàn của pin. Tailan Năng lượng mới đang từng bước loại bỏ màng, dung dịch điện phân, cực âm để thúc đẩy công nghệ pin tiến tới hoàn toàn thể rắn.
Kế hoạch cho pin bán rắn không màng sẽ đạt được kiểm chứng lắp đặt vào năm 2026 để đáp ứng nhu cầu ứng dụng của ô tô điện năng lượng mới; pin thể rắn hoàn toàn không màng dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2027.
Đột phá công nghệ, các nhà sản xuất vật liệu đang theo kịp
Với sự phát triển và thúc đẩy nhanh chóng của pin thể rắn, các nhà máy sản xuất pin liên tục đạt được những đột phá trong đổi mới công nghệ, đặt ra yêu cầu và thách thức mới cho các công ty vật liệu thượng nguồn.
Vào ngày 3 tháng 12, Đạo Sĩ Công nghệ (300409) trong cuộc trao đổi với các nhà đầu tư cho biết, Viện Nghiên cứu Pin của Đạo Sĩ tập trung vào lĩnh vực vật liệu pin thể rắn, thông qua việc tích hợp các vật liệu cần thiết cho pin thể rắn như ống carbon đơn tường, tiền chất ba nguyên tố sắc tố nickel cao, tiền chất mangan giàu lithium và cực âm hợp chất silicon cùng với kết quả nghiên cứu điện phân thể rắn, sẽ hình thành giải pháp toàn bộ vật liệu cho pin thể rắn.
Tính đến tháng 6 năm 2024, Đạo Sĩ đã được cấp 261 bằng sáng chế liên quan đến vật liệu pin thể rắn; trong đó có 5 bằng sáng chế quốc tế. Xung quanh lĩnh vực nghiên cứu phát triển pin thể rắn có hơn 200 nhân tài, nghiên cứu hướng bao gồm ống carbon đơn tường, cực âm silicon, điện phân thể rắn, tiền chất nickel cao và các vật liệu pin thể rắn cốt lõi khác.
Vào ngày 29 tháng 11, Công ty TNHH Năng lượng mới Xiamen (688788) đã phát hành thông báo, trong đó cho biết đối với vật liệu cực dương, vật liệu cực dương cho pin thể rắn hợp với tuyến oxit đã hiện thực hóa việc cung cấp; về vật liệu cực dương cho pin thể rắn theo tuyến sulfide, công ty vẫn duy trì giao tiếp và hợp tác chặt chẽ trong nghiên cứu phát triển công nghệ với khách hàng hạ nguồn.
Xiamen Năng lượng mới đã phát triển vật liệu cực dương cấu trúc hoàn toàn mới NL hợp tác với các công ty pin nổi tiếng, có cấu trúc khá ổn định, khoảng cách giữa các lớp rộng hơn, trong quá trình giải phóng lithium-ion, biến dạng rất nhỏ, khiến cho giao diện rắn-rắn của pin thể rắn khó bị phá hủy, và vật liệu cực dương cấu trúc hoàn toàn mới này vượt trội hơn so với các sản phẩm cực dương truyền thống như lithium cobalt oxide, vật liệu ba nguyên tố, v.v., rất phù hợp để sử dụng trong lĩnh vực pin thể rắn.
Về mặt điện phân thể rắn, Xiamen Năng lượng mới cũng có hai tuyến công nghệ, bao gồm tuyến oxit và tuyến sulfide, quy trình kỹ thuật tuyến oxit tương tự với lithium cobalt oxide và vật liệu ba nguyên tố. Một số vấn đề chính của tuyến công nghệ sulfide chủ yếu liên quan đến lithium sulfide, do quy trình tổng hợp phức tạp, giá thành cao. Công ty đã phát triển quy trình tổng hợp lithium sulfide mới dựa trên nền tảng kỹ thuật vững chắc, hiện từ kết quả thử nghiệm nhỏ và thử nghiệm trung bình, các chỉ số kỹ thuật đều tốt và có khả năng giảm chi phí lớn.
Hình/StarSource Material
Vào ngày 25 tháng 11, StarSource Material (300568) đã phát hành thông báo, trong đó đề cập đến việc trong việc phát triển sản phẩm pin thể rắn, công ty liên doanh Shenzhen Xinyuanbang Technology Co., Ltd. đã đạt đến giai đoạn sản xuất hàng loạt đối với điện phân oxit, còn điện phân sulfide và polymer hiện đang ở giai đoạn cung cấp số lượng nhỏ.
Ngoài ra, StarSource Material đã thành lập nhóm dự án phát triển màng điện phân rắn và đã nhận hỗ trợ từ kế hoạch nghiên cứu phát triển trong lĩnh vực then chốt của tỉnh, phát triển dòng sản phẩm màng điện phân rắn an toàn cao. Công ty đã trang bị thiết bị phát triển sản phẩm hoàn chỉnh và một đội ngũ kỹ thuật mạnh mẽ, cùng hợp tác với các nhà sản xuất ô tô nổi tiếng để cùng nghiên cứu phát triển sản phẩm màng điện phân rắn toàn phần في lĩnh vực pin thể rắn.
Vào ngày 13 tháng 11, Nord股份 (600110) đã công bố các sản phẩm mới của mình cho các doanh nghiệp trong hệ sinh thái công nghiệp pin tại hội nghị kín doanh nhân và lễ ra mắt các sản phẩm mới của Nord, bao gồm bốn sản phẩm mới như lá đồng pin lithium mỏng 3 micron, lá đồng có lỗ, lá đa hợp chất (màng đồng, màng nhôm), thể hiện sức mạnh nghiên cứu và đổi mới công nghệ đáng kể.
Nord股份 cho biết, công ty phát triển một loạt sản phẩm hỗ trợ cho pin thể rắn, bao gồm các sản phẩm lá đồng chịu nhiệt độ cao, lá đồng có lỗ, lá đồng mỏng đa chức năng, lá đồng nhám hai mặt và lá đồng có bọt, theo các tuyến công nghệ khác nhau của khách hàng, yêu cầu về sản phẩm lá đồng cũng sẽ có sự khác biệt.
Vào ngày 31 tháng 10, Rongbai Technology (688005) đã tiết lộ trong cuộc nghiên cứu của các tổ chức rằng trong ba quý đầu năm, công ty vẫn duy trì doanh thu ổn định từ vật liệu cực dương ba nguyên tố nickel siêu cao dùng cho pin bán rắn, đồng thời, công ty cũng đang hợp tác với các khách hàng hạ nguồn, trường đại học, v.v. trong các dự án liên quan, tiếp tục phát triển thế hệ tiếp theo của các vật liệu cực dương cho pin bán rắn với mật độ năng lượng cao hơn và các vật liệu chính.
Hình/Rongbai Technology
Rongbai Technology đang phát triển đồng thời các vật liệu cực dương cho pin thể rắn, vật liệu điện phân cho pin thể rắn, và các nguyên liệu chính cho điện phân. Trong đó, vật liệu cực dương siêu cao nickel cho pin thể rắn và vật liệu điện phân sulfide được nhiều khách hàng trong và ngoài nước chứng nhận, và độ năng lượng và hiệu năng chu kỳ của vật liệu cực dương cho pin thể rắn vẫn duy trì ưu thế, ba quý đầu năm vẫn ổn định xuất khẩu; vật liệu điện phân sulfide, vật liệu điện phân hỗn hợp và vật liệu điện phân oxit để đều thể hiện hiệu suất ưu việt trong các thử nghiệm từ nhiều khách hàng xe hơi và pin.
Tóm tắt:
EVTank trong “Sách trắng phát triển ngành pin thể rắn Trung Quốc (2024)” dự đoán rằng đến năm 2030, lượng xuất khẩu pin thể rắn toàn cầu sẽ đạt 614,1GWh, trong khi tỷ lệ thâm nhập trong tổng số pin lithium dự kiến sẽ ở mức khoảng 10%, quy mô thị trường sẽ vượt quá 2500 tỷ nhân dân tệ, thị trường rộng lớn này khiến cho ngành pin thể rắn trở thành một lĩnh vực đầy tiềm năng mới.
Cần lưu ý rằng việc nghiên cứu pin thể rắn đang trở thành một lĩnh vực cạnh tranh khốc liệt trên quốc tế, chính phủ, doanh nghiệp và các tổ chức nghiên cứu của nhiều quốc gia đều đang tăng cường đầu tư để cố gắng giành được một vị trí trong công nghệ chủ chốt này, xây dựng hàng rào cạnh tranh.
Đối với các nhà sản xuất pin trong nước và nhà cung cấp vật liệu, điều quan trọng là tăng cường đổi mới công nghệ nghiên cứu phát triển, thúc đẩy hợp tác chặt chẽ giữa các chuỗi ngành trên và dưới, cùng nhau vượt qua những khó khăn về công nghệ cốt lõi, từ đó mở đường cho sản xuất hàng loạt và ứng dụng rộng rãi pin thể rắn.