Như được đăng lần đầu trên Tạp chí Kỹ thuật của Porsche, các chuyên gia của Bộ phận Kỹ thuật của Porsche đã nói về các công nghệ pin hiện tại và thế hệ tiếp theo cũng như hướng đi của những chiếc xe điện như Taycan và Macan EV trong các thế hệ tương lai.

Các kỹ sư của Porsche giải thích lý do tại sao lithium hiện là tiêu chuẩn vàng cho công nghệ pin và những sai sót của nó, đặc biệt là từ góc độ an toàn. Một quan sát thú vị là tối ưu hóa cực dương, cụ thể là sử dụng silicon thay vì than chì, như tiêu chuẩn hiện tại.

Theo Tiến sĩ Falko Schappacher, Giám đốc Thương mại và Kỹ thuật của Trung tâm Nghiên cứu Pin MEET tại Đại học Munster, cực dương silicon có thể tăng dung lượng pin lên gấp 10 lần và cho phép thời gian sạc dưới 15 phút.

Vấn đề là silicon có thể giãn nở tới 300% khi hấp thụ lithium, điều này có thể làm hỏng các điện cực và giảm tuổi thọ của pin.

Nhưng bước đột phá lớn sẽ đến từ pin thể rắn. Bằng cách sử dụng ma trận chất điện phân rắn thay cho chất điện phân lỏng nằm trong thiết bị phân tách, những loại pin này không chỉ nhẹ hơn mà còn nhỏ gọn hơn. Và việc thiếu chất lỏng sẽ làm cho chúng ổn định hơn và ít nguy cơ hỏa hoạn hơn.

Tiến sĩ Stefanie Edelberg, Kỹ sư Chuyên gia về Tế bào Pin tại Porsche Engineering giải thích: “Kế hoạch cho các tế bào rắn là lớp phân tách cổ điển sẽ được thay thế hoàn toàn bằng một lớp chất điện phân rắn mỏng. Khi đó chất điện phân rắn vừa là chất điện phân vừa là chất phân tách”.

Công nghệ này được cho là sẽ tăng mật độ năng lượng lên tới 50% và dẫn đến thời gian sạc nhanh hơn đáng kể.

Theo Schappacher, pin thể rắn (SSB) dựa trên lithium được coi là sự thay thế cho pin lithium-ion.

Pin thể rắn (SSB) dựa trên lithium được coi là sự thay thế cho pin lithium-ion. Ảnh: Carbuzz.

Trong khi nhiều thương hiệu đang điều tra các SSB, và BMW hy vọng sẽ thử nghiệm các nguyên mẫu vào cuối năm nay, vẫn chưa có câu trả lời chắc chắn về việc khi nào chúng có thể trở nên khả thi. Tuy nhiên, Porsche vẫn thấy công nghệ pin sẽ sớm được cải thiện nhanh chóng.

Giáo sư Maximilian Fichtner, Giám đốc Viện Helmholtz Ulm (HIU) và Trưởng bộ phận nghiên cứu Hệ thống Lưu trữ Năng lượng tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) cho biết: “Trong trung hạn, chúng ta có thể mong đợi sự kết hợp của hóa học cực dương mới và sự đóng gói dày đặc của các tế bào để cho phép phương tiện di chuyển trong phạm vi 1.300 km (800 dặm)”.

Schappacher không cam kết về một con số chính xác nhưng dự đoán mức tăng 30-50%. Ông cũng thấy trước tốc độ sạc nhanh sẽ tăng lên.

Tốc độ sạc nhanh sẽ tăng lên theo thời gian với công nghệ mới. Ảnh: Carbuzz.

Markus Graf, Giám đốc điều hành của Tập đoàn Cellforce, cho biết: "Ở Taycan hiện tại, thời gian sạc có thể đạt được là 22,5 phút khi sạc từ 5% đến 80%. Với silicon làm vật liệu cực dương, giá trị dưới 15 phút có thể được đạt được trong trung hạn và thấp hơn đáng kể trong dài hạn".

Tuy nhiên, điều này sẽ yêu cầu các bộ sạc mới, những bộ sạc có khả năng làm mát tích cực để cho phép dẫn điện đáng tin cậy giữa trạm sạc và ô tô, đặc biệt là đối với tốc độ sạc trên 500 kW. Điều này có thể xảy ra với cáp sạc làm mát bằng chất lỏng, một công nghệ mà Tesla đã chỉ ra rằng sẽ xuất hiện trong mạng Supercharger của họ.

Xe điện không phải là không có khuyết điểm, nhưng công nghệ pin đang ở giai đoạn sơ khai và một vài đột phá lớn có thể thay đổi đáng kể nhận thức của người dùng.

Một vài đột phá lớn đối với xe điện sẽ có thể thay đổi nhận thức của người dùng. Ảnh: Carbuzz.