Bên trong phòng thí nghiệm pin của General Motors (GM) ở vùng ngoại ô Detroit, nhà khoa học và kỹ sư phân tích tính chống chịu của các dòng pin lithium-ion, từ cái nóng của sa mạc, giá lạnh Bắc Cực, độ ẩm trong rừng rậm.
Trước ảnh hưởng thị trường khi chính sách hỗ trợ tín dụng thuế xe điện tới 7.500 USD chấm dứt, GM chấp nhận điều chỉnh kế hoạch kinh doanh dòng xe này, giảm lợi nhuận 1,6 tỷ USD. Nhưng họ không từ bỏ thị trường xe điện.
Bên trong Trung tâm Công nghệ của GM, các kỹ sư đã tháo rời khoảng hai chục bộ pin của đối thủ cạnh tranh để nghiên cứu. Kurt Kelty, Phó chủ tịch phụ trách về pin, hệ thống truyền động và bền vững của GM, nói họ chưa phải là nhà sản xuất pin có chi phí thấp nhất, nhưng sẽ sớm đạt được cột mốc này với thế hệ tiếp theo.
Đây được coi là "vũ khí" cạnh tranh với Trung Quốc - quốc gia đứng đầu thị trường xe điện toàn cầu một phần nhờ vào khả năng phát triển pin hiệu suất cao. Điều này có được nhờ họ tiết kiệm chi phí thông qua chuỗi cung ứng toàn diện, từ chế biến nguyên liệu thô đến sản xuất pin.
Pin xe điện đời đầu là dòng NCM, viết tắt chữ cái đầu của ba nguyên liệu chính nickel, cobalt và mangan. Trung Quốc đã xây dựng đế chế pin, từ đó thống trị thị trường xe điện bằng loại lithium sắt photpho (LFP) giá rẻ. Loại pin này từng giành giải Nobel hóa học và được sáng chế tại khuôn viên Đại học Texas. Trong khi doanh nghiệp Mỹ chần chừ, phía Trung Quốc đã thương mại hóa và tạo dựng cả đế chế pin xe điện toàn cầu.
5 năm qua, pin LFP mang lại cuộc cách mạng cho xe điện, bởi chúng thay thế các nguyên liệu nickel và cobalt đắt đỏ trong pin NCM bằng sắt, photpho giá rẻ và dồi dào. Việc này kéo theo giá ôtô điện giảm mạnh. Tuy nhiên, mức giá rẻ này phải đánh đổi bằng hiệu suất pin. Ví dụ, pin LFP "Blade" mới nhất của BYD (Trung Quốc) cung cấp khoảng 350 Wh trên mỗi lít dung tích, thấp hơn nhiều so với hơn 600 Wh của pin giàu nickel từ hãng xe Mỹ - GM, hay pin hình trụ 4680 từ Tesla.
Pin LMR của GM chấp nhận đánh đổi hiệu suất ở mức thấp hơn, giá cả tương đương pin Trung Quốc, đồng thời giúp doanh nghiệp Mỹ tự chủ chuỗi cung ứng xe điện.
Về giá, pin của GM cũng cạnh tranh khi cực âm của pin LMR chứa tới 70% nguyên liệu giá rẻ mangan, gần 30% nickel và một lượng nhỏ cobalt. Trong khi đó, cực âm pin NCM chứa 85% nickel, 10% mangan và 5% cobalt.
Mangan là loại vật liệu hóa học rẻ đến mức giúp giá bán mỗi chiếc xe điện của GM giảm 6.000 USD, gần bù đắp được khoản tín dụng thuế 7.500 USD mới chấm dứt tại Mỹ. Kushal Narayanaswamy, Giám đốc kỹ thuật pin tiên tiến của GM, nói sáng chế mới mang lại lợi ích kinh tế ngay từ nguyên liệu đầu vào.
Về hiệu suất, hãng xe Mỹ tự tin rằng loại pin mới vượt trội so với dòng LFP tốt nhất của Trung Quốc. Với chi phí sản xuất pin tương đương, ôtô điện Trung Quốc chạy được 300 dặm (khoảng 483 km), trong khi xe của GM vẫn chạy thêm được 100 dặm (161 km). Tức là, pin mới của hãng xe Mỹ giúp quãng đường lái xe dài hơn một phần ba so với pin từ Trung Quốc.
Dự kiến loại pin mới này sẽ ra mắt trong 3 năm tới. GM đang tăng tốc bằng mô hình Trung tâm Đổi mới sáng tạo Pin, học hỏi từ hãng xe điện lớn nhất Trung Quốc BYD, nhằm tự chủ chuỗi cung ứng. Trung tâm rộng 45.000 m2, sẽ đặt thêm một dây chuyền nhỏ để sản xuất pin thử nghiệm. Mô hình này giúp rút ngắn thời gian đưa pin mới ra thị trường còn một năm.
Trước việc chính quyền Tổng thống Mỹ Donald Trump chấm dứt ưu đãi xe điện, Kelty cho rằng đó là nỗi đau của thị trường, nhưng doanh nghiệp cần đối mặt.
Ông khẳng định chỉ những nhà sản xuất ôtô có thể cung cấp xe điện giá rẻ, hấp dẫn và có lợi nhuận, mới cạnh tranh được với xe Trung Quốc trên thị trường quốc tế.
Thực tế, Ford - một hãng xe khác của Mỹ - đã thành công bước đầu với loại pin LMR, dự kiến ứng dụng vào xe điện trong thập kỷ này.
Ngay cả với pin LFP, nhiều doanh nghiệp cũng cố gắng tự chủ sản xuất tại Mỹ. Ford xây nhà máy pin rộng hơn 185.800 m2 tại Michigan, với công nghệ được cấp phép từ gã sản xuất pin khổng lồ Trung Quốc CATL. Tương tự, LGES (Hàn Quốc) có 8 nhà máy sản xuất loại pin này đang hoạt động và xây dựng tại Mỹ. Samsung cũng lên kế hoạch sản xuất loại pin này tại các nhà máy hiện có của họ.
Bảo Bảo (theo The Verge, Inside EVs)