Công nghệ pin mới cho xe điện Tesla có gì đặc biệt?

Tesla vừa giới thiệu công nghệ pin mới với tế bào pin lớn hơn. Nhờ đó, chi phí sản xuất pin cũng được tiết giảm, kéo theo việc giá xe điện sẽ rẻ hơn.

Theo thường lệ, vào tháng 9 hàng năm, Tesla tổ chức sự kiện “Battery Day” để giới thiệu về những tiến bộ trong công nghệ pin, cũng như những thứ xung quanh hệ sinh thái của Tesla. Tháng 9/2020, Elon Musk, CEO của Tesla cũng đã công bố một tế bào pin mới có tên là 4680 (tên gọi này tượng trưng cho đường kính và chiều cao của pin). Và cho đến nay, giới công nghệ vẫn đang kỳ vọng vào những tính năng mà loại pin mới này mang lại.

Được biết, tế bào pin 4680 do Tesla tự sản xuất chứ không phải là sản phẩm gia công bên ngoài. Hiện nay, các mẫu xe Tesla Model 3 và Model Y đang sử dụng tế bào pin 2170 được sản xuất bởi Panasonic tại nhà máy Tesla Gigafactory, ở Nevada. Ngoài ra Tesla cũng lấy nguồn pin từ công ty CATL (Trung Quốc), LG Chem (Hàn Quốc) và một số đối tác khác.

Trong sự kiện Battery Day, Elon Musk cũng nói về mẫu xe điện Tesla Model S Plaid với công suất hơn 1.100 mã lực và quãng đường đi được cho một lần sạc là hơn 830 km. Xe có thể tăng tốc từ 0-96 km/h trong vòng dưới 2 giây và đạt tốc độ tối đa hơn 320 km/h. Giá bán của Model S Plaid sẽ là 139.990 USD và có hàng vào cuối năm 2021. Rất có thể phiên bản Tesla Model S Plaid sẽ là mẫu xe đầu tiên được trang bị pin mới do Tesla phát triển.

Được biết, các loại pin truyền thống được làm từ 3 thành phần: lớp điện cực âm, lớp điện cực dương và lớp cách điện. Trên thực tế, mỗi lớp điện cực lại đi kèm với một lớp vật liệu hoạt hóa khác để tích trữ các hạt mang điện. Khi cuộn lại, cạnh viền của tấm điện cực này sẽ được hàn lại, để tập trung các lớp của tấm điện cực trong cell pin thành một mối và nối với một đầu mút được gọi là “tab” – đầu mút mỏng này sẽ đưa các hạt mang điện trong điện cực ra nguồn tiêu thụ bên ngoài.

Công nghệ pin mới của Tesla được kỳ vọng sẽ giúp giá pin rẻ hơn, kéo theo đó là giá xe điện cũng thấp hơn.

Cho dù thiết kế này đã tồn tại từ hàng chục năm nay nhưng nó lại tồn tại nhiều nhược điểm như: các hạt mang điện sẽ phải đi một quãng đường dài trên cả tấm điện cực để đến được với sợi tab mỏng dẹt này, khiến nó trở thành nút thắt cho tốc độ nạp và xả điện. Hành trình di chuyển dài của các hạt mang điện dễ làm viên pin nóng lên, cũng như giới hạn tốc độ nạp và xả điện ra khỏi pin.

Hơn nữa, việc tập trung dòng điện vào các đầu mút này làm tăng khả năng hỏng pin khi các đầu tab này đứt hoặc hỏng. Đó là còn chưa kể đến việc gia tăng chi phí sản xuất khi làm quá trình sản xuất trở nên phức tạp và bị gián đoạn thành nhiều công đoạn hơn. Đó là lý do từ đầu năm nay, Tesla đã nộp bằng sáng chế về loại pin “ tabless” – pin không đầu mút dẫn điện, nhằm loại bỏ các nhược điểm trên cũng như cải thiện hiệu năng của viên pin.

Đồng thời điều này cũng cho phép tăng đáng kể kích thước mỗi cell pin, gia tăng tỷ lệ năng lượng trên khối lượng pin, giảm được chi phí tổng thể cho các khối pin trên xe điện. Hiện tại các xe điện Tesla thường được trang bị cell pin 2170 (kích thước 21mm x 70mm) đã lớn hơn và có dung lượng gấp đôi cell pin 18650 thông thường. Nhưng với thiết kế tabless mới sẽ cho phép Tesla tạo ra loại cell pin mới 4680 (46mm x 80mm) với dung lượng mỗi cell gấp 5 lần trước đây.

Thiết kế này cũng cho phép đơn giản hóa quá trình sản xuất, với ít bộ phận hơn trong mỗi cell pin, và điều này lại càng làm chi phí pin giảm hơn nữa, đến 50% cho mỗi kWh. Cuối cùng điều này sẽ giúp Tesla đạt được mục tiêu nhiều năm nay của mình là hạ giá những chiếc xe điện trang bị chế độ tự lái của mình xuống mức 25.000 USD, tương đương hoặc thấp hơn xe chạy xăng thông thường.