Ngành công nghiệp pin tại Trung Quốc đang đẩy mạnh phát triển công nghệ pin natri-ion như một giải pháp cho điểm yếu cố hữu của pin lithium trong điều kiện thời tiết giá lạnh.
Mới đây, CATL đã công bố kiến trúc pin mới mang tên “One Shell, Two Cells”, cho phép sử dụng pin natri-ion và pin lithium-ion trên cùng một nền tảng, mở ra hướng tiếp cận mới cho xe điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và mạng lưới đổi pin quy mô lớn.
Thông tin được công bố tại một sự kiện nghiên cứu công nghiệp do Trung tâm Tin tức thuộc Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc (MIIT) tổ chức.
Theo đó, CATL đã giới thiệu kiến trúc “One Shell, Two Cells” do đội ngũ phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng của hãng nghiên cứu dưới sự dẫn dắt của Giám đốc Công nghệ Lin Jiubiao.
Điểm đáng chú ý của nền tảng này nằm ở việc sử dụng chung một bộ vỏ pin tiêu chuẩn. Bên trong cùng một không gian lắp đặt, nhà sản xuất có thể linh hoạt trang bị cell pin lithium-ion hoặc natri-ion mà không cần thay đổi kích thước, kết cấu hay hệ thống lắp đặt.
Cách tiếp cận này giúp các hãng xe và đơn vị vận hành hạ tầng năng lượng không phải thiết kế lại khung gầm, hệ thống quản lý nhiệt hoặc trạm đổi pin khi chuyển đổi giữa hai loại hóa học pin khác nhau.
Đối với các mạng lưới đổi pin quy mô lớn, nền tảng mới cho phép triển khai pin natri-ion tại những khu vực có khí hậu lạnh giá, trong khi các khu vực có điều kiện thời tiết thuận lợi hơn vẫn tiếp tục sử dụng pin lithium-ion trên cùng hệ thống hạ tầng.
Hướng tới giải quyết điểm yếu của pin lithium trong thời tiết lạnh
Một trong những lý do khiến pin natri-ion nhận được sự quan tâm ngày càng lớn đến từ khả năng hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ thấp.
Tại các khu vực phía Bắc Trung Quốc như Tân Cương, nhiệt độ mùa đông thường xuyên xuống dưới âm 25 độ C. Trong điều kiện này, các bộ pin lithium sắt phosphate (LFP) phổ biến hiện nay thường gặp tình trạng sụt giảm hiệu suất đáng kể. Thời gian sạc kéo dài hơn, trong khi dung lượng sử dụng thực tế có thể giảm tới 40%.
Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến các đội xe vận tải hoạt động cường độ cao, ngành khai khoáng, hệ thống lưu trữ điện quy mô lớn và các mạng lưới đổi pin thương mại.
CATL cho rằng pin natri-ion có thể trở thành giải pháp phù hợp cho những môi trường vận hành đặc thù mà pin lithium hiện nay chưa đáp ứng tối ưu.
Mục tiêu đạt tầm hoạt động 600 km cho xe điện
Trước đó, tại sự kiện Tech Day diễn ra hồi tháng 4, CATL cho biết hãng đã đầu tư gần 10 tỷ Nhân dân tệ nhằm giải quyết các khó khăn trong quá trình sản xuất vật liệu carbon cứng – thành phần quan trọng của pin natri-ion.
Theo nhà khoa học trưởng Wu Kai, các rào cản về sản xuất hiện cơ bản đã được khắc phục. CATL đang hướng tới thế hệ pin natri-ion mới có thể cung cấp phạm vi hoạt động khoảng 600 km sau mỗi lần sạc, đủ khả năng cạnh tranh trực tiếp với các mẫu xe điện sử dụng pin LFP phổ thông hiện nay.
Tuổi thọ 15.000 chu kỳ, hướng tới vận hành 20 năm
Một trong những thông số đáng chú ý được công bố tại sự kiện là cột mốc 15.000 chu kỳ sạc-xả đã được nhiều doanh nghiệp trong chuỗi cung ứng pin natri-ion đạt được.
Theo các chuyên gia trong ngành, mức độ bền này tương đương khả năng vận hành lên tới khoảng 20 năm đối với các hệ thống lưu trữ năng lượng hoặc đội xe thương mại.
Không chỉ các nhà sản xuất pin hoàn thiện, những doanh nghiệp cung cấp vật liệu cũng đã đạt được tiêu chuẩn tương tự. Công ty Ronbay Technology cho biết vật liệu cathode sodium iron phosphate dạng polyanion (NFPP) của hãng đã vượt qua ngưỡng 15.000 chu kỳ sạc-xả, đồng thời cải thiện mật độ nén điện cực lên 2,5 g/cm³.
Hiện doanh nghiệp này đang sở hữu công suất sản xuất 6.000 tấn vật liệu cathode mỗi năm và đặt mục tiêu nâng lên 28.000 tấn vào cuối năm 2026. Xa hơn, công suất có thể đạt 300.000 tấn vào năm 2027.
Những bước tiến này được xem là dấu hiệu cho thấy pin natri-ion đang chuyển từ giai đoạn nghiên cứu sang triển khai thương mại quy mô lớn.
Giảm phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu
Bên cạnh việc cải thiện hiệu suất, các doanh nghiệp Trung Quốc cũng đang tìm cách giảm sự phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu.
Trước đây, vật liệu carbon cứng dùng cho cực âm pin natri-ion chủ yếu được sản xuất từ sinh khối tự nhiên như vỏ dừa. Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu này chịu ảnh hưởng bởi chi phí vận chuyển quốc tế và biến động nguồn cung.
Tập đoàn Wanhua Chemical cho biết đang thúc đẩy sử dụng vật liệu carbon cứng tổng hợp sản xuất công nghiệp thay thế nguyên liệu sinh học truyền thống.
Theo kế hoạch, chi phí sản xuất vật liệu này có thể giảm xuống còn khoảng 35.000-40.000 Nhân dân tệ mỗi tấn trong năm 2026 và tiếp tục hạ xuống dưới 25.000 Nhân dân tệ mỗi tấn trong tương lai.
CATL tiếp tục duy trì vị thế dẫn đầu thị trường pin
Trong khi thúc đẩy thương mại hóa pin natri-ion, CATL vẫn duy trì vị thế thống trị trên thị trường pin lithium tại Trung Quốc.
Theo dữ liệu từ China EV DataTracker, riêng trong tháng 4/2026, CATL đã lắp đặt 29,06 GWh pin cho các phương tiện tại Trung Quốc, tăng 37,1% so với cùng kỳ năm trước. Thị phần của hãng đạt 46,6%, cao nhất thị trường.
Giới phân tích nhận định chiến lược của CATL không nhằm thay thế hoàn toàn pin lithium bằng pin natri-ion. Thay vào đó, hãng đang xây dựng hai hệ sinh thái song song, trong đó pin lithium tiếp tục phục vụ các nhu cầu phổ thông, còn pin natri-ion được định vị cho những môi trường nhiệt độ cực thấp và các hệ thống vận hành tần suất cao, nơi công nghệ lithium hiện nay vẫn còn những hạn chế nhất định.
TH (Otoxemay)
