Sự ra đời và những tác động của pin Lithium đã mở ra cuộc cách mạng trong ngành năng lượng, tạo tiền đề quan trọng cho phát triển công nghệ thiết bị di động và xe điện. Đồng thời nó cũng tác động tích cực trong việc giảm thiểu việc sử dụng năng lượng hóa thạch và cải thiện chất lượng môi trường.

1. Thay đổi ngành công nghệ pin trên thế giới

Lịch sử phát triển của pin Lithium được ra đời từ cuộc khủng hoảng dầu mỏ trong những năm 1970, được nghiên cứu phát triển bởi nhà hóa học M. Stanley Whmitham thuộc Đại học Binghamton (Anh). Dưới đây là 6 đặc trưng nổi bật của pin Lithium dẫn đến sự thay đổi của ngành công nghệ pin và sự ra đời của những thế hệ pin tương lai: 

• Kích thước gọn nhẹ

Pin Lithium chỉ có trọng lượng bằng ⅓ trọng lượng của ắc quy axit chì với mức năng lượng tương đương. Điều này ảnh hưởng quan trọng đến thiết kế của thiết bị hay phương tiện sử dụng pin Lithium. Việc giảm trọng lượng giúp tăng hiệu suất sử dụng năng lượng.

• Mật độ năng lượng cao

So với các loại pin sạc thông thường, pin Lithium có mật độ năng lượng và mức điện áp nạp và xả cao hơn, khoảng từ 3.7 – 3.8V. Pin Lithium duy trì điện áp ổn định, tạo ra nhiều năng lượng hơn trong suốt chu kỳ của pin có thể lên tới 200 – 500Ah. 

• Công suất cao

Pin Lithium cho thời gian sử dụng dài hơn so với ắc quy axit chì cho mỗi lần sạc. Pin Lithium có thể xả sâu đến 90% cho tuổi thọ pin tốt hơn ắc quy axit chì (thường chỉ nên xả xuống mức 50%). Theo đó, pin Lithium có thể sử dụng lâu hơn trước khi cần kết nối sạc lại mà không lo bị hỏng pin.

• Vòng đời pin dài hơn

Mỗi lần sạc đầy và xả hết pin được gọi là một chu kỳ. Tuổi thọ pin được đánh giá theo số chu kỳ nạp – xả. Pin Lithium có khả năng hoạt động lên đến 5.000 chu kỳ ở mức 50% và 2.000 chu kỳ ở mức 80%. Trong khi với ắc quy axit chì chỉ khoảng 500 đến 1000 chu kỳ với mức xả 50%. Điều này tương đương với tuổi thọ pin Lithium có thể lên đến hơn 10 năm so với axit chì chỉ 2-3 năm.

• Thời gian sạc nhanh hơn

Pin Lithium cần ít thời gian để sạc đầy hơn một ắc quy axit chì cùng dung lượng. Pin Lithium cũng không yêu cầu sạc nhiều tầng phức tạp như những loại pin khác.

• Tiết kiệm chi phí

Khi so sánh tổng chi phí trung bình trong suốt vòng đời sử dụng có thể thấy pin Lithium về khả năng sử dụng và tuổi thọ pin sẽ rẻ hơn ắc quy axit chì về lâu dài. Một pin Lithium có tuổi đời sử dụng bằng 3 – 4 ắc quy axit chì thông thường, chưa kể đến những chi phí và bất tiện khi liên tục phải thay ắc quy mới.

Từ những tác động của pin Lithium kể trên có thể thấy việc sử dụng pin Lithium có thể ảnh hưởng lớn đến trọng lượng, kích thước và tăng hiệu suất sử dụng năng lượng. 

2. Thay đổi ngành Giao thông vận tải 

Sự ra đời của pin Lithium tạo ra cuộc cách mạng hóa trong ngành công nghiệp năng lượng không sử dụng nhiên liệu hóa thạch và rất nhiều lợi ích cho cuộc sống của con người.

• Pin Lithium đang ngày một phổ biến

Pin Lithium đang ngày càng được sử dụng phổ biến trên các thiết bị điện tử như điện thoại, đồ gia dụng, các loại phương tiện xe máy điện, xe hơi, máy bay, hay các thiết bị điện tử tinh vi hơn trên tàu vũ trụ hay trạm không gian. Đặc biệt công nghệ pin Lithium thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất ô tô và xe máy điện.

• Công nghệ 4.0 như eSIM hay IoT tích hợp vào thiết bị sử dụng pin Lithium 

Trong thế giới hiện đại kết nối Internet vạn vật (IoT) gần như tất cả đều đang được vận hành bởi thiết bị sử dụng pin Lithium. Điển hình như công nghệ eSIM được tích hợp trên xe máy điện sử dụng pin Lithium của VinFast. 

Pin Lithium được sử dụng phổ biến bởi có ưu điểm mật độ năng lượng cao, thời gian sạc ngắn, chu kỳ sạc xả nhiều lần hơn và tuổi thọ pin cao. Hơn 2/3 dân số thế giới hiện nay đang sử dụng ít nhất 1 thiết bị di động chạy bằng pin sạc Lithium.

• Sử dụng năng lượng mặt trời, gió, năng lượng tái tạo giúp bảo vệ môi trường

Pin Lithium có khả năng lưu trữ hiệu quả các nguồn năng lượng sạch có khả năng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời. Từ đó có thể hạn chế việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải khí nhà kính. Với 400.000 tấm pin Lithium sẽ có khả năng lưu trữ đủ lượng điện năng sử dụng cho khoảng 2.000 hộ gia đình trong 4 tiếng. 

Thực tế nhu cầu sử dụng xe điện trên thế giới ngày càng tăng. Theo báo cáo từ Absolute Reports, doanh số xe máy điện toàn cầu từ 2013 – 2018 liên tục tăng trưởng ổn định khoảng 4,6%/năm. Thực tế doanh số trong năm 2017 đã đạt hơn 17,3 triệu xe, và năm 2018 đã tăng lên hơn 18 triệu xe. Với tốc độ tăng trưởng 4,6% như hiện tại thì doanh số xe máy điện toàn cầu dự kiến vào năm 2024 sẽ chạm ngưỡng hơn 23 triệu xe. 

Theo một công ty nghiên cứu thị trường khác Mordor Intelligence tại Ấn Độ dự báo xu hướng sử dụng xe máy điện tại Châu Á – Thái Bình Dương sẽ tiếp tục tăng cao đến năm 2025. Doanh số xe máy điện trong giai đoạn 2020-2025 dự kiến sẽ tăng đều trung bình 10%/năm, do nhu cầu về các giải pháp giao thông bền vững, thân thiện với môi trường ngày càng lớn. Trung tâm tăng trưởng là tại thị trường Trung Quốc chiếm 79% doanh số tiêu thụ xe máy điện toàn cầu năm 2018. Các quốc gia khác như Việt Nam, Ấn Độ, Đài Loan, Nhật Bản,  Indonesia và Thái Lan cũng dần đón nhận loại phương tiện này phổ biến hơn.

3. Pin Lithium tác động đến môi trường

Tái chế pin Lithium là giải pháp vừa giúp bảo vệ môi trường vừa có thể tái sử dụng lại pin cũ để tạo ra pin mới. Việc này sẽ giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất pin, đồng thời khuyến khích việc tái sử dụng pin nhiều lần với mức giá hợp lý.

Hiện tại nhiều quốc gia Châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ và một số nước khác trên thế giới đã quan tâm nhiều hơn đến vấn đề chế tạo và tái chế pin Lithium. Tuy nhiên mỗi quốc gia lại có những quy trình riêng và hiệu quả mang lại khác nhau. 

Trong quy trình tái chế pin Lithium bảo vệ môi trường có khả năng tái chế được một phần các kim loại như nhôm và đồng. Một số khác sẽ tái chế hoàn toàn và tạo ra các sản phẩm mới thay thế như các hợp chất lithium carbonate, niken sunfat và coban sunfat. Hầu hết các quốc gia thường sử dụng phương pháp thủy luyện. Thông qua đó các thành phần chất lỏng trong pin Lithium sẽ được phân tách thông qua các phản ứng với nhau. Tuy nhiên, trước khi thực hiện quá trình thủy luyện, các sản phẩm pin cũ cần phải trải qua các quá trình cơ học như cắt, nghiền nhỏ, nhiệt phân hay nấu chảy.

Lượng pin được tái chế trong năm 2018 ước tính khoảng 97.000 tấn. Trong đó bao gồm, 67.000 tấn sử dụng cho những nhà máy tại Trung Quốc và được tái chế ở Hàn Quốc là 18.000 tấn. Đây là hai quốc gia đi đầu trong ngành sản xuất pin Lithium và cũng có dự trữ lượng lớn vật liệu sản xuất pin lớn nhất hiện nay. Nhu cầu về nguyên liệu thô và các chất dùng cho quá trình tái chế tại 2 nước này là lớn nhất. Ngoài ra, các nhà sản xuất pin cũng đồng thời đóng vai trò nhà tái chế pin.

Những tác động của pin Lithium với ngành công nghiệp năng lượng và cuộc sống con người khá rõ nét và nổi bật. Việc ứng dụng công nghệ pin tiên tiến này để sản xuất ra những sản phẩm sử dụng pin Lithium trên xe máy điện và ô tô điện ngày càng phổ biến.

Tại Việt Nam, hãng sản xuất xe điện hàng đầu VinFast cũng đã hợp tác với những thương hiệu lớn trên thế giới như LG Chem để nghiên cứu, sản xuất pin Lithium chất lượng cao, có khả năng chịu đựng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, thời lượng sử dụng lâu hơn cho mỗi lần sạc. Tìm hiểu thêm thông tin về các sản phẩm ô tô và xe máy điện VinFast thế hệ mới để đặt mua và trải nghiệm sản phẩm tốt nhất với nhiều ưu đãi hấp dẫn.