Một con đường kỹ thuật trở thành xu hướng chính cần sự hỗ trợ liên tục từ vốn và thị trường.

Năm 1990, Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Hoa Kỳ đã sản xuất ra pin rắn có thể sạc và xả hàng vạn lần mà không bị suy giảm, chỉ mất vài phút để sạc đầy và mật độ năng lượng vượt quá 700Wh/kg, gấp 2,5 lần so với pin lithium-ion hiện tại. Tuy nhiên, trong hơn 30 năm qua, pin rắn có thể sản xuất hàng loạt vẫn chưa xuất hiện.

Toyota, một công ty đã nghiên cứu pin rắn trong hơn 30 năm, dự kiến ​​sẽ sản xuất vào năm 2025. Các công ty khởi nghiệp Trung Quốc trong lĩnh vực này thường chọn giải pháp trung gian – làm pin bán rắn.

Nio đã công bố vào đầu năm 2021 rằng họ sẽ lắp đặt pin bán rắn 150kWh trên mẫu xe mới ET7 của mình để đạt được quãng đường di chuyển 1000 km. Theo tìm hiểu của CAVOI Auto, Nio dự kiến ​​sẽ nhận được lô pin bán rắn nhỏ từ nhà cung cấp vào tháng 9 và bắt đầu sản xuất vào cuối năm nay.

Công ty cung cấp pin bán rắn cho Nio là Beijing Weilan, có nguồn gốc từ Viện Vật lý Trung Quốc, được thành lập vào năm 2016. Công ty này ban đầu không thu hút được nhiều sự chú ý từ các nhà đầu tư tư nhân, chủ yếu nhận vốn từ các công ty năng lượng có nguồn gốc nhà nước. Tuy nhiên, sau khi hợp tác với Nio, giá trị của nó đã tăng lên đến 16 tỷ nhân dân tệ. Trong vòng tài trợ gần đây vào tháng 3, Xiaomi, Geely và Huawei Hubble cũng tham gia. Một người gần gũi với Beijing Weilan tiết lộ rằng có hơn 40 tổ chức đã gửi lời mời nhưng chỉ có 10 tổ chức thành công.

Ngoài Beijing Weilan, các công ty khởi nghiệp như Qingtao Energy, Tailan New Energy, Gaoxin Shidai và Enli Power đều đã huy động vốn. Hầu hết những công ty này chỉ có kế hoạch sản xuất, chưa có sản phẩm, khách hàng hoặc đơn đặt hàng nhưng giá trị của họ có thể vượt quá 2 tỷ nhân dân tệ.

Việc lựa chọn của các nhà sản xuất ô tô đã tạo ra sự gián đoạn trong ngành công nghiệp pin động cơ lớn. Các nhà đầu tư hy vọng đầu tư vào công ty tiếp theo giống như CATL, trong khi các nhà sáng lập mơ ước trở thành CATL tiếp theo. Họ gọi CATL là “công ty pin lithium truyền thống”, cần phải bị lật đổ.

Pin rắn không thể sản xuất hàng loạt trong 30 năm

Các nhà nghiên cứu luôn biết rằng nguyên liệu tốt hơn là gì – kim loại lithium. Nhưng khác với lithium trong các chất điện phân dạng lỏng, lithium ở dạng kim loại cực kỳ hoạt động, dễ phản ứng hóa học với muối lithium trong điện phân, gây ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt. Cần kết hợp với điện phân rắn, đó chính là pin rắn mà chúng ta thường nói.

Sự phát triển ban đầu của pin rắn, giới học thuật cho rằng đây là giải pháp cuối cùng của pin. Nó không dễ cháy và mật độ năng lượng có thể đạt 700Wh/kg, gấp 2,5 lần so với pin lithium-ion hiện tại.

Năm 1970, Panasonic đã sản xuất ra pin lithium-metal một lần sử dụng, nhưng không thể sạc lại. Năm 1988, Moli Energy ở Canada đã sản xuất ra pin lithium-metal có thể sạc lại, sớm hơn ba năm so với pin lithium-ion. Tuy nhiên, pin của Moli Energy gặp sự cố nổ và cháy nhiều lần sau khi đưa vào sản xuất, buộc phải thu hồi hàng loạt. Thời điểm đó, Sony, Sanyo và Panasonic của Nhật Bản đã quyết định ngừng phát triển pin rắn lithium-metal, Mitsu Group cũng từ bỏ hoàn toàn.

Trong hơn mười năm sau đó, chỉ có các phòng thí nghiệm đại học vẫn tiếp tục nghiên cứu pin rắn. Sự bùng nổ của thị trường xe điện cũng thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp pin. Các công ty Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu pin rắn khoảng sáu đến bảy năm trước. Các nhà khoa học từ Viện Khoa học Trung Quốc ra khỏi viện để khởi nghiệp, và các nhà khoa học người Hoa đã học tập ở nước ngoài quay về Trung Quốc để tham gia vào các công ty hàng đầu.

Nan Ce Wen của Đại học Thanh Hoa đã thành lập Qingtao Energy vào năm 2014. Năm 2015, Liang Chengdu, người đã học tập tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge trong hơn mười năm, gia nhập CATL. Cùng năm đó, Ganfeng Lithium bắt đầu tham gia vào ngành công nghiệp pin, coi pin rắn là mục tiêu chính và đã tuyển dụng Xu Xiaoxiong từ Viện Nghiên cứu vật liệu của CAS Ningbo hai năm sau đó. Các nhà nghiên cứu của Viện Vật lý Trung Quốc, Lý Hống và Lý Lập Chuân, đã thành lập Beijing Weilan vào năm 2016.

Những khó khăn về việc chế tạo và sản xuất pin rắn đòi hỏi sự thử nghiệm và tích lũy kinh nghiệm liên tục.

Các công ty như Toyota, Hitachi Shipbuilding, v.v., đã thử nghiệm hàng vạn công thức điện phân trong 30 năm qua, chọn ra hàng chục loại vật liệu áp dụng vào pin. Các công ty khác giải quyết vấn đề là làm thế nào để áp dụng hiệu quả hơn những loại vật liệu này vào pin.