Công ty sản xuất pin của Trung Quốc, CALT (Contemporary Amperex Technology Limited) vừa ra mắt loại pin mới, có thể sạc đầy trong 12 phút và có tuổi thọ vượt hơn 1 triệu dặm (hơn 1,6 triệu km). Thông tin này có thể thay đổi suy nghĩ của người lái xe về thời gian sạc và tuổi thọ pin, giải quyết một trong những lo ngại lớn nhất cản trở sử dụng rộng rãi xe điện trên thế giới.

Công ty CALT hiện là nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới, cung cấp pin cho các nhà sản xuất ô tô lớn. Với bước phát triển mới nhất này, gã khổng lồ về pin đang định vị mình ở vị trí trung tâm của cuộc đua mang lại sự tiện lợi như xe chạy xăng mà không làm giảm độ bền.

Thách thức chính mà các kỹ sư đặt ra là liệu pin xe điện có thể chịu được sạc siêu nhanh, lặp đi lặp lại, mà không bị suy giảm nhanh chóng hay không. Tốc độ sạc 5C có nghĩa là bộ pin 80 kWh về mặt lý thuyết có thể nhận khoảng 400 kW điện năng. Tốc độ sạc này có thể sạc đầy pin trong khoảng 12 phút, tương tự như một lần đổ xăng thông thường.

Sạc nhanh từ lâu được cho là làm pin nhanh bị hao mòn. Các kỹ sư đã thử nghiệm xem liệu cấu trúc hóa học của pin có thể chịu được áp lực đó theo thời gian hay không. Câu trả lời là có. Trong điều kiện tiêu chuẩn ở nhiệt độ 20°C, pin vẫn giữ được ít nhất 80% dung lượng ban đầu sau 3.000 chu kỳ sạc và xả đầy đủ.

Khi quy đổi ra quãng đường lái xe, con số đó tương đương gần 1,5 triệu dặm (2,4 triệu km). Theo CATL, hiệu suất này tốt hơn khoảng 6 lần so với mức trung bình của xe điện hiện nay trong điều kiện thử nghiệm tương tự. Kết quả là pin không bị hao mòn nhanh chóng, ngay cả khi người lái xe sử dụng chế độ sạc nhanh hằng ngày.

Nhiệt độ cao là một trong những kẻ thù lớn nhất với tuổi thọ của pin, đặc biệt là trong quá trình sạc nhanh. Để kiểm tra điều này, nhà sản xuất pin Trung Quốc đã xem xét, đánh giá pin 5C trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt, tương đương với nhiệt độ cao điểm mùa hè ở những nơi như Dubai.

Ở nhiệt độ khoảng 60°C, pin vẫn giữ được 80% dung lượng sau 1.400 chu kỳ sạc/xả. Điều đó tương đương khoảng nửa triệu dặm (800.000 km) sử dụng. Mặc dù số chu kỳ này ít hơn so với ở nhiệt độ vừa phải, nhưng CATL cho rằng kết quả vẫn vượt trội so với hầu hết pin xe điện hiện nay có thể đạt được ở nhiệt độ tương tự.

Những con số này cho thấy pin có thể hoạt động tốt ở các khu vực nóng bức, nơi mà hiện tượng quá nhiệt luôn là mối lo ngại đối với người sở hữu xe điện. CATL tin rằng dữ liệu này cho thấy thành phần hóa học của pin vẫn ổn định, ngay cả khi chịu tải nặng trong môi trường khắc nghiệt.

Một số cải tiến ở cấp độ vật liệu là nền tảng cho hiệu suất của pin. Cực âm sử dụng lớp phủ bảo vệ chuyên dụng được thiết kế để giảm sự phân hủy và ngăn ngừa sự mất mát các ion kim loại trong quá trình sạc và xả nhanh. Điều này giúp bảo toàn dung lượng trong hàng nghìn chu kỳ.

Trong chất điện phân có chứa chất phụ gia, có khả năng phát hiện các vết nứt siêu nhỏ và bịt kín chúng trước khi hư hỏng lan rộng. Điều này hạn chế sự thoát ra của lithium phản ứng và làm chậm quá trình xuống cấp lâu dài.

Màng ngăn cách cũng đóng vai trò quan trọng. Nó có lớp phủ phản ứng với nhiệt độ, giúp giảm sự di chuyển của ion khi nhiệt độ cục bộ tăng cao. Điều này làm giảm nguy cơ phản ứng quá mức và giúp ổn định pin trong quá trình sạc mạnh.

Sạc nhanh có thể gây ra sự phân bố nhiệt không đều trên toàn bộ pin, điều này có thể làm giảm tuổi thọ pin nếu không được kiểm soát đúng cách. Nhà sản xuất pin đã phát triển hệ thống giám sát toàn bộ khối pin và dẫn chính xác chất làm mát đến các khu vực nóng hơn. Bằng cách giữ nhiệt độ ổn định trên các cell pin, hệ thống này giúp kéo dài tuổi thọ tổng thể của pin.