General Motors hiện tại đang hợp tác với LG để phát triển công nghệ pin lithium giàu mangan (LMR) để phục vụ cho việc lắp ráp những mẫu xe bán tải và SUV điện. Tập đoàn ô tô Mỹ tuyên bố rằng công nghệ mới này an toàn hơn, mật độ năng lượng cao hơn và chi phí thấp hơn so với công nghệ hiện tại.
GM đặt mục tiêu trở thành nhà sản xuất ô tô đầu tiên triển khai pin LMR trong xe điện, với kế hoạch bắt đầu sản xuất thương mại ở Mỹ vào năm 2028. Hãng Ford đã thông báo vào tháng trước rằng họ sẽ bắt đầu áp dụng pin LMR cho xe điện của mình, nhưng không phải cho đến năm 2030.
Trong pin xe điện, cực âm thường được làm từ chất liệu NCM, nickel, cobalt và magnesium. Cobalt là một thành phần quan trọng trong hỗn hợp này, nhưng đồng thời cũng là vật liệu đắt nhất trong pin và khai thác dưới những điều kiện thường vi phạm quyền con người, khiến nó bị gọi là “kim cương máu” của ngành công nghiệp pin. Do đó, GM và các công ty khác như Tesla đang vội vàng tạo ra pin không chứa coban. Là một giải pháp thay thế, pin LMR sử dụng tỷ lệ mangan cao hơn, có giá cả phải chăng và dồi dào hơn, đồng thời mang lại dung lượng và mật độ năng lượng lớn hơn.
GM đã chế tạo khoảng 300 cell pin LMR kích thước đầy đủ trong quá trình hợp tác với LG Energy Solution để giải mã công thức hóa học của pin. “Chúng tôi thường nói đùa rằng nó rẻ như cho,” Andrew Oury, kỹ sư phát triển công nghệ pin tại GM, nhận xét khi đề cập đến chất liệu mangan.
Loạt xe điện Chevy và Cadillac hiện tại của GM sử dụng pin nickel hàm lượng cao, cung cấp đủ năng lượng cho quãng đường di chuyển khoảng 480 đến 512 km. Pin LMR mới có mật độ cao hơn, hiệu quả không gian lớn hơn nhờ hình dạng lăng trụ, cho phép phạm vi hoạt động lên tới 644 km, GM cho biết. Cell pin hình lăng trụ được đóng gói phẳng trong các vỏ cứng, được coi là ít phức tạp hơn để sản xuất so với các cell pin hình trụ truyền thống.
Sự đơn giản hơn và vật liệu rẻ hơn tạo ra kỳ vọng sẽ giúp giảm giá xe điện, đây là một thách thức đáng kể đối với sự chuyển đổi của ngành công nghiệp ô tô sang xe điện.
“Tốc độ tăng trưởng của xe điện phụ thuộc rất nhiều vào việc chúng ta có thể giảm chi phí nhanh chóng như thế nào theo thời gian,” Kurt Kelty, phó chủ tịch phụ trách bộ phận pin của GM cho biết. “Và đây là đòn bẩy lớn nhất mà chúng tôi có. Pin chiếm khoảng 30 đến 40% chi phí xe điện. Và nếu bạn có thể giảm đáng kể điều đó, như những gì chúng tôi đang làm ở đây, thì nó sẽ giúp giảm chi phí cho người tiêu dùng.”
Các cell pin sẽ được sản xuất bởi Ultium Cells, liên doanh giữa GM và LG, với dự kiến bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào cuối năm 2027. Thiết kế cuối cùng sẽ được thử nghiệm tại Trung tâm phát triển cell Pin của GM ở Warren, Michigan, dự kiến đi vào hoạt động đầu năm 2027, cũng như tại cơ sở của LG Energy Solution. Năm ngoái, GM đã bán cổ phần của mình trong nhà máy pin xe điện có trụ sở tại Lansing cho LG.
GM cho biết pin LMR là kết quả của “nhiều thập kỷ nghiên cứu và đầu tư vào công nghệ”, thứ sẽ giúp GM vượt trội hơn các đối thủ cạnh tranh. GM bắt đầu nghiên cứu về cell pin lithium-ion giàu mangan từ năm 2015, bao gồm cả việc chế tạo thử nghiệm các cell pin LMR tại Trung tâm đổi mới công nghệ pin Wallace.
Có thể sẽ có một số thách thức để sản xuất thương mại hóa công nghệ pin LMR. Vật liệu lithium giàu mangan đã được biết đến là có xu hướng bị giảm đáng kể về dung lượng trữ điện trong quá trình vận hành, điều này có thể dẫn đến quãng đường di chuyển thấp hơn và suy giảm độ ổn định nhiệt về sau đối với các chủ xe.
GM cho biết họ nhận thức được những thách thức này và tin tưởng rằng mình có thể đổi mới quy trình sản xuất để giảm thiểu những rủi ro đó. Các kỹ sư của hãng xe nói rằng, pin LMR dự kiến sẽ có khả năng vận hành tương tự như pin nickel hàm lượng cao thế hệ đầu tiên của GM, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.
Các nhà sản xuất ô tô đang chạy đua cắt giảm chi phí xe điện trước khi chiến tranh thương mại của tổng thống Donald Trump làm tăng giá các vật liệu nhập khẩu từ Trung Quốc, quốc gia hiện đang dẫn đầu thế giới về sản xuất pin xe điện, với hơn 70% tổng sản lượng pin lithium-ion toàn cầu.
“Chúng tôi kỳ vọng việc địa phương hóa nguồn cung cấp vật liệu cho chuỗi cung ứng pin của chúng ta sẽ tăng lên giữa hiện tại và năm 2028,” Kelty nói. “Và LMR là một phần của câu chuyện đó, bởi vì chúng ta có được nhiều vật liệu hơn từ nguồn cung trong nước.”
Theo The Verge
