Vào ngày 17 tháng 12, Giám đốc điều hành của NIO, anh Lý Bân, đã thực hiện một buổi phát sóng trực tiếp kéo dài cả ngày – cùng với Phó giám đốc quản lý nguồn năng lượng của NIO, anh Trần Phi, họ đã lái xe NIO ET7 từ Thượng Hải đến Hạ Môn mà không cần sạc hay thay pin, đi được tổng cộng 1.044 km và còn lại 3% điện. Điều này đã thiết lập kỷ lục mới cho phạm vi thực tế của xe điện thuần túy.

Pin 150 kWh là chìa khóa quan trọng trong cuộc thử nghiệm này. Nó có dung lượng lớn hơn ít nhất 50% so với hầu hết các pin hiện tại trên thị trường, nhưng chi phí lại gấp đôi, lên tới 300.000 nhân dân tệ. NIO đã thông báo về pin này vào đầu năm 2021 và dự kiến ​​sản xuất hàng loạt vào năm 2022.

Theo lời anh Lý Bân, pin này đang trong quá trình tăng cường sản xuất và sẽ sớm được giao hàng. Nó được phát triển bởi công ty pin rắn Bắc Kinh Vạn Lan, với sự hỗ trợ kỹ thuật và tài chính từ NIO. Các chuyên gia ngành công nghiệp pin ước tính rằng việc phát triển một loại pin như 150 kWh của NIO từ thử nghiệm đến sản xuất nhỏ quy mô sẽ tốn khoảng 1 tỷ nhân dân tệ, cao hơn gấp đôi so với các pin động cơ chính.

Nhiều công ty pin và nhà sản xuất ô tô không cho rằng mục tiêu đạt phạm vi 1.000 km cho xe điện thuần túy là cần thiết. Một giám đốc điều hành cấp cao của một công ty pin nói: “90% chủ sở hữu xe không thực hiện một chuyến đi đơn phương dài hơn 500 km trong một năm.” Họ cho rằng phạm vi 600 km là đủ.

Nhưng NIO không hài lòng với điều đó. Một nguồn tin gần gũi với NIO cho biết trước khi phát triển pin 150 kWh, NIO đã nâng cấp pin 75 kWh lên 100 kWh, nhưng ban lãnh đạo của NIO cho rằng việc nâng cấp 25 kWh không mang lại đột phá về chất lượng. “Phải làm 150 kWh.”

Một cách hiệu quả để cải thiện phạm vi xe điện là cải tiến vật liệu pin, cho phép pin cùng kích thước và trọng lượng mang theo nhiều năng lượng hơn, tức là cải thiện mật độ năng lượng. NIO và Vạn Lan đã làm điều này bằng cách tăng hàm lượng niken trong điện cực dương lên 90%, sử dụng anot silic-carbon. Sử dụng hai loại vật liệu này cải thiện pin là kết quả của hàng nghìn công thức thử nghiệm trong ngành công nghiệp pin: niken có thể tăng mật độ năng lượng của pin, trong khi silic-carbon giúp pin chịu được dòng điện lớn hơn, làm cho pin bền bỉ hơn.

Các công ty chuyên về pin như CATL, Panasonic, Tesla đều đã thử nghiệm cách tạo pin này, nhưng không thành công vì hàm lượng niken quá cao khiến pin dễ hình thành các nhánh giống như cây, có thể làm thủng màng cách ly pin. Và nếu chất lỏng điện phân chảy ra, nó sẽ gây ra cháy nổ.

Để tránh tình huống tương tự, 90% chất điện phân của pin 150 kWh của NIO được làm từ vật liệu rắn, phần chất lỏng còn lại đảm bảo khả năng dẫn điện giữa vật liệu điện phân rắn và điện cực dương-tiêu cực.

Điều này không chỉ đảm bảo an toàn mà còn giải quyết vấn đề khó khăn nhất khi phát triển pin rắn – tiếp xúc giữa các vật liệu rắn kém hơn so với vật liệu rắn và lỏng, dẫn đến khả năng dẫn điện kém và tuổi thọ pin ngắn. Pin rắn mà Toyota mất 30 năm để phát triển chỉ có thể nạp xả 800 lần trước khi hỏng. Vạn Lan tuyên bố rằng pin 150 kWh của họ có thể nạp xả hơn 1.000 lần, đạt tiêu chuẩn lắp ráp xe. Các pin động cơ chính có thể nạp xả hơn 3.000 lần.

Những điều chỉnh này đã đưa mật độ năng lượng của pin 150 kWh của NIO lên 360 Wh/kg, cao hơn 30% so với pin Kirin của CATL và cao hơn 25% so với pin 4680 mất 3 năm để phát triển của Tesla.

Tuy nhiên, việc cải tiến này đi kèm với một giá trị rất lớn. Theo thông tin từ CAVOIAuto, NIO đã lên kế hoạch hợp tác với CATL để phát triển pin bán rắn có mật độ năng lượng cao, nhưng do chi phí quá cao nên bị từ chối, sau đó mới chọn Vạn Lan có kinh nghiệm kỹ thuật nhưng chưa từng sản xuất pin xe.

“Theo tính toán, với việc lắp đặt 100.000 pin/năm, pin bán rắn graphite sẽ có chi phí gấp đôi so với pin lỏng hiện tại,” một giám đốc điều hành công ty pin nói, “chỉ những chiếc xe có giá trên 1 triệu nhân dân tệ mới có thể chịu được.”

Bên cạnh đó, nguyên liệu như lithium-lanthanum-zirconate chưa được sản xuất hàng loạt và quy trình sản xuất phức tạp dẫn đến tỷ lệ thành phẩm thấp hơn 80%, khiến pin bán rắn không được các công ty hàng đầu như CATL, LG đánh giá cao. Họ cho rằng pin lỏng hiện tại vẫn có nhiều không gian để cải thiện. Về lâu dài, pin rắn mới là giải pháp đáng đầu tư.

Ngoài ra, NIO không bán pin 150 kWh mà chỉ cho thuê theo ngày. Lý Bân nói rằng mục tiêu của pin 150 kWh hiện tại là phục vụ khách hàng có nhu cầu đặc biệt. Tổng Giám đốc NIO, An Lực Hùng, cho biết họ sẽ cho thuê pin này theo ngày. Trước đây, hệ thống thay pin của NIO chỉ cho thuê pin theo tháng hoặc theo năm.

An Lực Hùng còn tưởng tượng rằng trong kỳ nghỉ lễ Quốc khánh hoặc Ngày Lao động, họ sẽ tổ chức cho tất cả các chủ sở hữu xe NIO tham gia, mỗi người thuê pin một ngày, vận chuyển pin 150 kWh từ Quảng Châu đến Hắc Long Giang, “tăng cường tương tác giữa các chủ sở hữu.”

Nhưng trong thời gian ngắn, người dùng mua xe NIO mới không có tùy chọn mua hoặc thuê pin 150 kWh, họ chỉ có thể thay pin 75 kWh hoặc 100 kWh tại trạm sạc và trả tiền thuê theo ngày.

Theo Vạn Lan, mục tiêu sản lượng của pin 150 kWh năm nay là 1.000 pin. Với chi phí 300.000 nhân dân tệ mỗi pin, NIO có thể phải chịu chi phí lên tới 300 triệu nhân dân tệ. Quý 3 năm nay, NIO lỗ ròng 4,56 tỷ nhân dân tệ.

Các đối thủ cạnh tranh của NIO không cho rằng người tiêu dùng thực sự cần một chiếc xe điện có phạm vi 1.000 km. Các hãng xe như Xiaopeng, Li Auto thiên về pin nhanh sạc có thể cung cấp phạm vi 400 km chỉ trong 10 phút. Loại pin này có chi phí thấp hơn và cũng có thể giảm bớt một phần lo lắng về phạm vi.

Nhưng mức độ cải thiện về phạm vi 1.000 km có thể thúc đẩy doanh số bán hàng của xe điện còn chưa rõ ràng. Xe điện ZEEKR 009 trang bị pin Kirin, tuyên bố có phạm vi 1.000 km, nhưng doanh số toàn bộ hệ thống chỉ 1.639 xe vào tháng 11, chưa bằng doanh số của NIO ES8. Vì việc chọn thêm pin này cần trả thêm 103.000 nhân dân tệ.

Pin 150 kWh của NIO thực sự là một lựa chọn để đạt phạm vi 1.000 km với pin nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn. Nhưng điều này không tính đến yếu tố chi phí.