Tin SMM ngày 12 tháng 1:
Điểm chính: Pin thể rắn ở nước ngoài cho thấy xu hướng với sulfide là chủ đạo, oxide nhắm vào ứng dụng cao cấp và polymer khám phá các lộ trình thay thế. Doanh nghiệp Nhật Bản và Hàn Quốc có công nghệ trưởng thành nhất, với Toyota, Samsung và SK On lên kế hoạch sản xuất hàng loạt từ 2026-2029, dù có khả năng bị trì hoãn; công ty Mỹ được vốn thúc đẩy nhưng thiếu lộ trình thương mại hóa rõ ràng; châu Âu tập trung vào ứng dụng cao cấp. Các nút thắt cổ chai cốt lõi nằm ở sự suy giảm trở kháng giao diện, hiệu suất nhiệt độ thấp và chi phí sản xuất hàng loạt, với cuộc chiến cuối cùng về lộ trình công nghệ dự kiến sau 2030.
Cuộc đua pin thể rắn toàn cầu đã vượt ra khỏi giai đoạn thẩm định khái niệm trong phòng thí nghiệm, bước vào giai đoạn cửa sổ then chốt của "kỹ thuật hóa-công nghiệp hóa". Từ cách bố trí của gần 30 doanh nghiệp nước ngoài, ngành công nghiệp cho thấy ba đặc điểm chính: lộ trình công nghệ đa dạng, các phe phái khu vực và dòng thời gian sản xuất hàng loạt hội tụ cao. Ban đầu, lô sản phẩm thương mại đầu tiên dự kiến ra mắt trong giai đoạn 2026-2029, nhưng do độ trưởng thành kỹ thuật và kiểm soát chi phí, hiện dự kiến sẽ bị trì hoãn đến 2030-2035.
I. Lộ trình công nghệ: Sulfide Chiếm Vị Thế Chủ Đạo, Oxide Nhắm Vào Cao Cấp, Polymer Khám Phá Kịch Bản Mới
Các doanh nghiệp nước ngoài thể hiện rõ ràng một mô hình "sulfide là chủ đạo, oxide cho cao cấp và polymer tìm kiếm chỗ đứng riêng."
Các lộ trình dựa trên sulfide, đại diện bởi Toyota, Samsung SDI, LG Chem, Nissan và Honda, chiếm hơn 60%. Lộ trình này có độ dẫn ion cao nhất, gần với điện phân lỏng (10⁻³ S/cm), hỗ trợ mật độ năng lượng vượt quá 500Wh/kg. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là độ ổn định hóa học kém, đòi hỏi môi trường trơ để sản xuất và đối mặt với thách thức trong kiểm soát trở kháng giao diện. Vào tháng 10/2025, Toyota đã nhận được chấp thuận sản xuất tại Nhật Bản cho pin thể rắn dựa trên sulfide của mình, với mật độ năng lượng 500Wh/kg, 2000 chu kỳ và quãng đường chạy 1200km sau 10 phút sạc. Nó sẽ được sử dụng trong các mẫu xe flagship của Lexus vào năm 2027, dẫn đầu toàn cầu về độ trưởng thành công nghệ. Các công ty Mỹ như Factorial Energy và Solid Power cũng tập trung vào sulfide. Công ty trước, hợp tác với Mercedes, đã giao pin Solstice với dung lượng 400Ah và 2000 chu kỳ, trong khi công ty sau cung cấp mẫu A cho BMW để thử nghiệm xe. Thách thức cốt lõi cho phe sulfide nằm ở quy trình sản xuất hàng loạt nghiêm ngặt - Samsung SDI yêu cầu môi trường không oxy để đóng gói, LG Chem tập trung vào chuyển đổi bán thể rắn polymer trước năm 2026, và mặc dù nhà máy thí điểm Tennessee của SK On dự kiến sản xuất hàng loạt vào năm 2029, việc giảm chi phí vẫn còn khó khăn.
Các lộ trình dựa trên oxide, dẫn đầu bởi QuantumScape, ProLogium Technology và Rimac Technology, có rào cản kỹ thuật cao nhất nhưng mang lại độ an toàn và tuổi thọ tốt nhất. Công nghệ màng ngăn gốm của QuantumScape đạt mật độ năng lượng thể tích 1000Wh/L và tuổi thọ 4 triệu km, với mối quan hệ sâu sắc với Volkswagen và Porsche. Sản xuất quy mô nhỏ QSE-5B được lên kế hoạch vào năm 2025, nhưng dòng thời gian sản xuất hàng loạt vẫn chưa rõ ràng và rủi ro kỹ thuật vẫn còn. ProLogium Technology sử dụng cấu trúc gốm 3D để tránh thiêu kết nhiệt độ cao, đạt mật độ năng lượng 260Wh/kg trong hợp tác với Rimac, với kế hoạch sử dụng nó trong xe điện hiệu suất cao vào năm 2027. Ưu điểm của oxide là cửa sổ điện hóa rộng (0-6V) phù hợp với cathode điện áp cao, nhưng chúng có nhược điểm là trở kháng ranh giới hạt cao và dễ vỡ, đòi hỏi lớp sửa đổi giao diện, điều này hạn chế ứng dụng quy mô lớn.
Các lộ trình dựa trên polymer, đại diện bởi Pháp là Bolloré, Blue Solutions và Mỹ là Ionic Materials, tìm kiếm thị trường khác biệt thông qua thiết kế màng mỏng và linh hoạt. Bolloré đã thương mại hóa Bluecar, với pin polymer lithium kim loại cung cấp mật độ năng lượng 380Wh/L và tuổi thọ 15 năm, nhưng chúng yêu cầu nhiệt độ hoạt động 60-80°C, hạn chế ứng dụng. Blue Solutions có kế hoạch ra mắt sản phẩm thế hệ thứ tư với mật độ năng lượng 450Wh/kg vào năm 2030, hợp tác với PTL về thiết bị vật liệu, nhắm mục tiêu thị trường châu Âu. Ưu thế cốt lõi của polymer là khả năng gia công tốt, tương thích với quy trình cuốn liên tục hiện có, nhưng chúng có độ dẫn điện ở nhiệt độ phòng thấp, đòi hỏi hệ thống sưởi, khiến khó cân bằng chi phí và hiệu quả.
II. Cạnh tranh khu vực: Nhật Bản có công nghệ trưởng thành nhất, Mỹ được vốn thúc đẩy, Hàn Quốc mở rộng sản xuất mạnh mẽ, và châu Âu tập trung vào ứng dụng cao cấp
Bốn gã khổng lồ Nhật Bản (Toyota, Nissan, Honda, Maxell) tạo thành tầng công nghệ đầu tiên, tận dụng lợi thế dẫn đầu từ sớm về sulfide và khoa học vật liệu, với rào cản bằng sáng chế mạnh. Toyota nhận được tài trợ của chính phủ và hỗ trợ chính sách vào năm 2025, với Sumitomo Metal cung cấp vật liệu cathode độ bền cao, hoàn thành chuỗi công nghiệp khép kín. Nhà máy thí điểm Yokohama của Nissan bắt đầu hoạt động vào tháng 1/2025, với mật độ năng lượng 400-500Wh/kg, và kế hoạch sản xuất quy mô lớn vào năm 2028. Maxell nhắm mục tiêu vào các kịch bản công nghiệp nhiệt độ cao, với mẫu pin chịu được 150°C được vận chuyển vào tháng 11, và đầu tư 10 tỷ yên vào dây chuyền sản xuất tại Kyoto vào năm 2030. Mô hình của Nhật Bản là tam giác "chính phủ-tập đoàn-nhà sản xuất ô tô", vững chắc về công nghệ nhưng bảo thủ trong thương mại hóa.
Các công ty Mỹ thể hiện đặc điểm kép của "đa dạng hóa công nghệ và tăng trưởng được vốn thúc đẩy." QuantumScape, Factorial và Solid Power, ba kỳ lân, đã nhận được các khoản đầu tư lớn từ các nhà sản xuất ô tô truyền thống, huy động được hơn 3 tỷ USD, nhưng dòng thời gian sản xuất hàng loạt của họ nhìn chung tụt hậu so với Nhật Bản và Hàn Quốc. Blue Current, được Amazon hậu thuẫn với khoản đầu tư vòng D 80 triệu USD, tập trung vào anode composite nền silicon; Ensurge hợp tác với Corning về pin vi mô cho thiết bị đeo được. Ưu thế của Mỹ là thị trường vốn năng động, chấp nhận chu kỳ R&D dài hơn, nhưng thiếu sự tích hợp sâu với các nhà sản xuất ô tô, khiến các lộ trình thương mại hóa không rõ ràng.
Ba nhà lãnh đạo Hàn Quốc (Samsung SDI, LG, SK On) áp dụng chiến lược "mở rộng mạnh mẽ và hợp tác với nhà sản xuất ô tô". Samsung SDI có công suất hàng năm 15.000 pin, giao mẫu cho Hyundai; LG Chem có kế hoạch chuyển từ bán thể rắn vào năm 2026, sang lithium-lưu huỳnh vào năm 2027 và lithium kim loại vào năm 2028; SK On, với cơ sở khách hàng ổn định bao gồm Hyundai, Mercedes và Ford, sẽ bắt đầu sản xuất tại nhà máy thí điểm Daejeon 4628㎡ vào tháng 9/2025, với sản xuất hàng loạt được đẩy lên năm 2029. Mô hình Hàn Quốc ưu tiên hiệu quả, tiến triển cả nhà máy trong nước và nước ngoài tại Tennessee và Hesse, nhưng thiếu tính nguyên bản của công nghệ Nhật Bản.
Châu Âu đột phá với đổi mới công nghệ và ứng dụng cao cấp. Rimac của Croatia hợp tác với ProLogium về xe hiệu suất cao, trong khi Bluecar của Bolloré Anh đã hoạt động được 15 năm, và Blue Solutions có kế hoạch tăng mật độ năng lượng thêm 25% với công nghệ thế hệ thứ năm vào năm 2035. Châu Âu thiếu các gã khổng lồ pin địa phương nhưng định vị mình ở thượng nguồn chuỗi giá trị thông qua đổi mới vật liệu (polymer Solvay) và phát triển thiết bị (Manz), nhắm mục tiêu các lĩnh vực giá trị cao như hàng không vũ trụ và y tế.
III. Thách thức sản xuất hàng loạt: Ba nút thắt cổ chai cản trở mục tiêu 2027
Bất chấp các dòng thời gian tích cực, ba nút thắt cổ chai vẫn chưa được giải quyết: sự suy giảm trở kháng giao diện, dẫn đến khả năng duy trì dung lượng dưới 90% sau 1000 chu kỳ; hiệu suất nhiệt độ thấp, với dung lượng giảm hơn 30% dưới -20°C; và chi phí pin sulfide hiện tại cao gấp 2-3 lần so với pin lỏng, với việc giảm chi phí phụ thuộc vào sản xuất điện phân quy mô kiloton (Tinci và Yanyi New Materials có kế hoạch đạt được điều này vào năm 2027). Ngoài ra, xác thực cấp ô tô đòi hỏi 2-3 năm thử nghiệm an toàn và độ tin cậy. Các mẫu xe như Hongqi Tian Gong 06 và SAIC MG4 mới chỉ hoàn thành bước đầu tiên của thử nghiệm xe, với SOP quy mô lớn dự kiến sau năm 2028.
IV. Triển vọng tương lai: 2029 sẽ là năm then chốt, với Sulfide + NCM811 hoặc Ni90+ có khả năng thống trị
Nhìn chung, cuộc chiến cuối cùng về lộ trình công nghệ, ban đầu dự kiến trong giai đoạn 2029-2030, có thể kéo dài đến 2030-2035. Đến lúc đó, Toyota, SK On và Solid Power sẽ đạt được sản xuất hàng loạt, với dữ liệu về chi phí và hiệu suất quyết định sự lựa chọn cuối cùng. Sự kết hợp của sulfide, ternary niken cao và anode nền silicon/lithium kim loại dự kiến sẽ đột phá đầu tiên trong các mẫu xe cao cấp, trong khi oxide chi phí thấp và pin bán thể rắn LFP (pin thể rắn-thể lỏng) sẽ tìm thấy chỗ đứng trong lĩnh vực ESS. Nếu các công ty Mỹ không đảm bảo được quan hệ hợp tác với nhà sản xuất ô tô vào thời điểm đó, họ có thể đối mặt với vỡ bong bóng định giá.
Theo dự báo của SMM, lượng giao hàng pin thể rắn hoàn toàn sẽ đạt 13,5 GWh vào năm 2028, trong khi lượng giao hàng pin bán thể rắn sẽ đạt 160 GWh. Nhu cầu pin lithium-ion toàn cầu dự kiến đạt khoảng 2.800 GWh vào năm 2030, với nhu cầu pin lithium-ion của lĩnh vực xe điện cho thấy tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) khoảng 11% từ 2024 đến 2030, nhu cầu pin lithium-ion ESS ở mức CAGR khoảng 27% và nhu cầu pin lithium điện tử tiêu dùng ở mức CAGR khoảng 10%. Tỷ lệ thâm nhập pin thể rắn toàn cầu ước tính khoảng 0,1% vào năm 2025, với tỷ lệ thâm nhập pin thể rắn hoàn toàn dự kiến đạt khoảng 4% vào năm 2030 và tỷ lệ thâm nhập pin thể rắn toàn cầu có thể tiến gần 10% vào năm 2035.
**Lưu ý:** Để biết thêm chi tiết hoặc thắc mắc về sự phát triển của pin thể rắn, vui lòng liên hệ:
Điện thoại: 021-20707860 (hoặc WeChat: 13585549799)
Liên hệ: Dương Siêu Hưng. Xin cảm ơn!
