Gửi bình luận
Tesla có kế hoạch thiết kế 4 phiên bản pin mới do công ty tự sản xuất để cung cấp năng lượng cho Cybertruck, robotaxi sắp ra mắt và các loại xe điện khác, trang The Information đưa tin, trích dẫn những người biết về kế hoạch của công ty.
Tesla, công ty do Elon Musk điều hành, hiện mua hầu hết pin ô tô điện từ các công ty khác, gồm cả Panasonic Energy và LG Energy, nhưng đã cố gắng tăng cường sản xuất pin 4680 tại Mỹ để giảm chi phí và tăng biên lợi nhuận.
Báo cáo cho biết quá trình phát triển pin 4680 của Tesla đang gặp nhiều khó khăn, khi công ty phải bỏ đi 70% đến 80% số cathode trong quá trình sản xuất thử nghiệm do các lỗi. Con số này cao hơn rất nhiều so với các hãng pin truyền thống, thường chỉ mất dưới 2% linh kiện do lỗi sản xuất.
Cathode là bộ phận quan trọng của pin, giúp tạo ra năng lượng để vận hành ô tô điện.
Trong pin ô tô điện, cathode là điện cực dương, phần quan trọng giúp tạo ra và lưu trữ năng lượng. Cathode được làm từ các vật liệu có khả năng lưu trữ ion lithium, thường là các hợp chất kim loại như:
NMC (Nickel Manganese Cobalt Oxide): Loại cathode này phổ biến trong pin ô tô điện vì có mật độ năng lượng cao và tuổi thọ tốt.
NCA (Nickel Cobalt Aluminum Oxide): Cung cấp mật độ năng lượng cao hơn, nhưng ít phổ biến hơn do chi phí cao hơn.
LFP (Lithium Iron Phosphate): Có độ bền cao và an toàn, nhưng mật độ năng lượng thấp hơn. Loại này ngày càng được ưa chuộng do giá thành thấp và an toàn hơn.
LMO (Lithium Manganese Oxide): Có khả năng xả điện nhanh và tuổi thọ cao, nhưng mật độ năng lượng thấp hơn.
Cathode trong pin ô tô điện đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất, mật độ năng lượng, tuổi thọ và tính an toàn của pin. Khi pin xả, các ion lithium di chuyển từ anode sang cathode, tạo ra dòng điện để cung cấp năng lượng cho ô tô điện. Ngược lại, khi pin được sạc, các ion lithium di chuyển ngược lại từ cathode về anode.
Tesla không trả lời ngay lập tức khi Reuters đề nghị bình luận.
Công ty cũng đã cố gắng mở rộng quy mô tạo ra phiên bản pin 4680 có lớp phủ khô nhưng đang gặp khó khăn về tốc độ sản xuất pin, Reuters đưa tin vào năm ngoái.
Tesla dự định sẽ sử dụng cathode khô trong pin xe bán tải điện Cybertruck vào giữa năm 2025. The Information cho biết công ty dự định sản xuất từ 2.000 đến 3.000 chiếc Cybertruck mỗi tuần bằng công nghệ phủ khô này.
Theo The Information, đến năm 2026, Tesla có kế hoạch giới thiệu 4 phiên bản pin 4680 sử dụng cathode khô, một trong số đó có tên mã NC05 sẽ cung cấp năng lượng cho robotaxi.
Tesla dự kiến sẽ ra mắt robotaxi được mong đợi từ lâu vào tuần tới khi muốn chuyển trọng tâm sang công nghệ tự hành hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI) trong bối cảnh nhu cầu về ô tô chạy bằng pin đang chậm lại.
Robotaxi là một chiếc ô tô được trang bị công nghệ tự hành, có khả năng di chuyển và vận chuyển hành khách mà không cần đến sự điều khiển trực tiếp của con người.
Pin 4680 có lớp phủ khô là công nghệ pin tiên tiến mà Tesla đang phát triển. Nó được gọi là 4680 vì kích thước của pin: Đường kính 46mm và chiều cao 80mm. Điều làm cho loại pin này đặc biệt là lớp phủ khô được sử dụng trong quá trình sản xuất.
Lớp phủ khô là gì?
Thông thường, trong quá trình sản xuất pin, các vật liệu hoạt chất như cathode và anode được phủ lên một lớp dẫn điện bằng dung dịch (lớp phủ ướt). Tuy nhiên, với lớp phủ khô, các vật liệu này được phủ trực tiếp lên điện cực dưới dạng bột khô.
Ưu điểm của lớp phủ khô
Hiệu suất cao hơn: Lớp phủ khô giúp tạo ra các lớp vật liệu hoạt chất đều hơn, dẫn đến hiệu suất pin tốt hơn, gồm cả mật độ năng lượng và tuổi thọ.
Chi phí sản xuất thấp hơn: Quá trình sản xuất đơn giản hơn và sử dụng ít hóa chất hơn, giúp giảm chi phí sản xuất.
Thân thiện với môi trường: Giảm thiểu lượng chất thải và hóa chất độc hại thải ra môi trường.
Tốc độ sản xuất nhanh hơn: Quá trình sản xuất lớp phủ khô có thể diễn ra nhanh hơn so với lớp phủ ướt.
Tại sao Tesla chọn lớp phủ khô cho pin 4680?
Tesla đang tìm cách giảm chi phí sản xuất pin và tăng hiệu suất của ô tô điện. Lớp phủ khô là công nghệ hứa hẹn đáp ứng được những yêu cầu này. Bằng cách sử dụng lớp phủ khô, Tesla có thể sản xuất ra những chiếc ô tô điện có giá thành cạnh tranh hơn và có phạm vi di chuyển xa hơn.
Những thách thức trong sản xuất pin 4680 có lớp phủ khô
Dù có nhiều ưu điểm, việc sản xuất pin 4680 có lớp phủ khô vẫn còn một số thách thức:
Kiểm soát chất lượng: Việc đảm bảo độ đồng đều của lớp phủ khô trên diện tích lớn là thách thức kỹ thuật.
Tối ưu hóa quy trình: Cần tối ưu hóa các thông số quá trình để đạt được hiệu suất pin tốt nhất.
Mở rộng quy mô sản xuất: Việc chuyển đổi từ sản xuất quy mô nhỏ sang quy mô lớn đòi hỏi nhiều đầu tư và cải tiến công nghệ.
Tóm lại, pin 4680 có lớp phủ khô là bước tiến quan trọng trong công nghệ pin. Nó hứa hẹn mang đến những chiếc ô tô điện hiệu quả hơn, giá cả phải chăng hơn và thân thiện với môi trường hơn. Tuy nhiên, để thương mại hóa công nghệ này, còn nhiều thách thức cần được giải quyết.
Tiên phong dùng pin 4680 khiến việc tăng sản lượng Cybertruck của Tesla gặp thách thức cực lớn
Elon Musk nói rằng làm nguyên mẫu thì dễ, nhưng sản xuất mới thực sự khó khăn. Với xe bán tải điện Cybertruck, thách thức lớn nhất của Tesla chính là việc tiên phong sử dụng pin 4680.
Tesla đã giao chiếc xe bán tải điện mạ thép không gỉ đầu tiên vào cuối tháng 11.2023 và Giám đốc điều hành Elon Musk nói hồi tháng 10 rằng công ty có thể sẽ đạt tốc độ sản xuất hàng năm là 250.000 xe vào một thời điểm nào đó trong 2025.
Thế nhưng, Tesla vẫn còn lâu mới đạt được tốc độ sản xuất như vậy và một trong những rào cản chính là tốc độ có thể tạo ra pin 4680 được sử dụng trong Cybertruck với công nghệ phủ khô mới, 9 người quen thuộc với vấn đề này chia sẻ với Reuters.
Nhà máy Giga của Tesla ở bang Texas (Mỹ) sản xuất 4680 pin với tốc độ chỉ đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 24.000 chiếc Cybertruck mỗi năm, theo tính toán của Reuters cuối năm 2023 dựa trên sự kết hợp giữa dữ liệu công khai và số liệu chưa được công bố do các nguồn cung cấp.
Khả năng tăng mạnh sản lượng pin bằng cách phủ khô điện cực, thay vì phương pháp phủ ướt chậm hơn và tốn kém hơn, là yếu tố quan trọng đằng sau dự báo của Tesla vào năm 2020 về việc giảm hơn một nửa chi phí pin, giảm đáng kể đầu tư và tạo ra nhà máy nhỏ hơn, xanh hơn.
9 người nói chuyện với Reuters cho biết Tesla vẫn chưa đạt được quy mô công nghiệp cần thiết để phủ khô điện cực cho pin 4680 đủ nhanh để đạt mục tiêu sản xuất. Việc phủ khô cực dương trong pin 4680 không có vấn đề gì nhưng Tesla đang gặp khó khăn với kỹ thuật tương tự với cực âm - thành phần đắt nhất trong pin.
Cực dương và cực âm phủ khô đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm cũng như với các thiết bị lưu trữ năng lượng nhỏ hơn như siêu tụ điện và thậm chí một số pin nhỏ, theo Yuan Gao - nhà tư vấn công nghệ pin. “Nhưng vẫn chưa có ai làm được điều đó với pin ô tô điện lớn ở quy mô lớn và tốc độ đủ cao. Tesla là công ty đầu tiên cố gắng thương mại hóa loại pin này”, Yuan Gao, người làm việc trong ngành này ba thập kỷ, bình luận.
Ông nói: “Thách thức là Tesla không chỉ phải mở rộng quy mô và tăng tốc quá trình mà còn phải phát triển thiết bị, công cụ của riêng mình. Ít nhất thì đó là điều đầy khó khăn”.
Theo ba nguồn tin, pin 4680 trong Cybertruck gồm khoảng 1.360 cell (viên pin) riêng lẻ. Điều đó đồng nghĩa Tesla sẽ cần sản xuất 340 triệu cell mỗi năm, hoặc gần 1 triệu cell mỗi ngày, để cung cấp cho 250.000 Cybertruck tham gia vào một thị trường nóng bỏng với các đối thủ như F-150 Lightning của Ford, R1T của Rivian và một chiếc Hummer chạy điện của General Motors.
Tesla còn muốn sử dụng pin 4680 để cung cấp năng lượng cho các phương tiện khác, đáng chú ý nhất là chiếc ô tô cỡ nhỏ trị giá 25.000 USD mà công ty đang nỗ lực tung ra thị trường thời gian tới.
Tesla có năng lực tạo pin 4680 hạn chế ở thành phố Fremont (bang California, Mỹ) nhưng nhà máy của họ ở đó chủ yếu dành cho sản xuất thử nghiệm. Panasonic, một trong những nhà cung cấp pin lâu năm của Tesla, đang có kế hoạch xây dựng ít nhất hai nhà máy ở Mỹ nhưng mới chỉ động thổ cái đầu tiên.
2 trong số 9 nguồn tin Reuters tin rằng tiến trình mở rộng quy mô sản xuất pin 4680 của Tesla có thể sẽ thành công, đặc biệt là khi hãng đạt được sự ổn định với bí quyết sản xuất trên một dây chuyền sản xuất.
Họ cho biết Tesla đã tập trung vào việc thiết lập bí quyết vững chắc để sản xuất pin không có sai sót ngay từ lần đầu tiên. Đó là một quá trình tốn thời gian nhưng "khi bạn giải mã được và thiết lập sự ổn định, tốc độ sản xuất sẽ tăng đột biến", một trong số họ nói. Người này cho biết thêm: “Tốc độ sẽ tăng lên. Công nghệ phủ khô đang tạo ra nhiều tín hiệu tích cực”.
Drew Baglino, Giám đốc về pin của Tesla, nói vào tháng 10.2023 rằng công ty đang sản xuất pin 4680 trên hai dây chuyền ở Austin và có kế hoạch lắp đặt tổng cộng 8 dây chuyền ở đó trong hai giai đoạn, với 4 dây chuyền cuối cùng sẽ đi vào hoạt động cuối năm 2024.
Tuy nhiên, việc nhân rộng bí quyết đã có từ dây chuyền sản xuất này sang dây chuyền sản xuất tiếp theo không phải là chuyện dễ dàng.
Nguồn tin của Reuters cho biết chỉ có khoảng 5% cell được tạo ra trên các dây chuyền sản xuất có lợi nhuận bị loại bỏ hoặc không được sử dụng. Tuy nhiên, tỷ lệ phế liệu có thể tăng lên đáng kể, đến 30% - 50%, và duy trì ở mức đó trong vài tháng khi mỗi dây chuyền mới đi vào hoạt động.
Một trong những nguồn tin cho biết phương pháp phủ khô cho cực âm của Tesla tỏ ra không nhanh hơn quy trình phủ ướt cũ, dù tỷ lệ phế liệu đã giảm xuống mức thấp nhất là 10% đến 20%.
