Pin ion natri chưa thể được lắp lên điện thoại

Sydney Butler - ngày 30 tháng 9 năm 2025
lúc nào cũng có một công nghệ pin "cách mạng" mới sắp xuất hiện, nhưng thường thì lại chẳng bao giờ được hiện thực hóa trên các sản phẩm thực tế mà bạn hay tôi được sử dụng.

pin natri-ion thì không như vậy, vốn đã và đang tạo ra những ấn tượng nhất định, và có thể sẽ sớm trở thành một món hàng rất phổ biến.

công nghệ pin ion natri bây giờ, có vẻ như nó xuất hiện một cách bất ngờ, nhưng thực ra ion natri đã là một lĩnh vực đầy hứa hẹn được quan tâm từ khá lâu. Giờ đây, nhờ một số đột phá quan trọng, kỷ nguyên của muối đã đến.

Thay thế cho Lithi
pin lithium cung cấp năng lượng cho thế giới của chúng ta. Mật độ năng lượng của pin lithi giúp các thiết bị như điện thoại thông minh và máy tính xách tay trở nên khả thi. Hầu hết các xe điện cũng sử dụng pin lithi, bất chấp một danh sách dài những nhược điểm: chi phí vật liệu cao, chuỗi cung ứng mong manh, các vấn đề về môi trường, và chưa kể đến các vấn đề về đạo đức và chính trị.

ngày càng hiển nhiên rằng, nếu chúng ta chuyển hoàn toàn sang năng lượng tái tạo (cần được lưu trữ) và bỏ lại xe chạy bằng động cơ đốt trong (ICE), thì công nghệ pin lithi không thể đáp ứng được nhu cầu, vì thiếu khả năng mở rộng quy mô. Chúng ta cần pin dựa trên một thứ vật liệu dồi dào và phổ biến. Chúng ta cần những loại pin an toàn hơn và ổn định hơn so với pin lithium-ion vốn nổi tiếng là dễ bốc cháy.

đây chính là khía cạnh mà pin natri-ion (Na-ion) bộc lộ ưu điểm.

Pin natri-ion
nguyên lý cơ bản của pin natri-ion cũng giống như pin lithium-ion. Chỉ là chúng ta sử dụng một vật liệu khác để chuyển ion từ cực này sang cực kia. Natri rất dồi dào, rẻ và dễ khai thác, và bạn có thể tìm thấy nó ở bất cứ đâu trên thế giới. Điều đó có nghĩa là nó không thể bị các quốc gia có hoạt động khai thác thiếu đạo đức (Trung Quốc) bắt giữ làm con tin.

không chỉ riêng natri. Sắt và mangan là những vật liệu tốt cho catốt ion natri, trong khi cũng rẻ và dồi dào. Hãy so sánh những vật liệu đó với niken và coban đắt đỏ và tương đối hiếm được sử dụng trong pin lithium-ion.

pin Na-ion an toàn hơn nhiều so với pin Li-ion, cho nên hấp dẫn hơn nếu làm pin EV, ví dụ như khi bạn không muốn pin phát nổ trong một vụ va chạm. Pin Na-ion cũng hoạt động tốt hơn trong môi trường nhiệt độ thấp. Điều này rất tốt, bởi vì một số nơi trên thế giới hiện không thể sử dụng xe điện Lithi-ion vì thời tiết quá lạnh!

Đột phá nghiên cứu
Nếu pin Na-ion tốt như vậy, tại sao chúng ta lại không sử dụng chúng từ trước đến nay? Câu trả lời là, loại pin này có những vấn đề khiến chúng không phù hợp - cho đến tận bây giờ.

mật độ năng lượng là một yếu tố quan trọng. Không cần gấp đôi dung lượng pin cho cùng một công suất, đặc biệt là đối với một thiết bị như ô tô. Tuy nhiên, pin Na-ion hiện đại hiện có mật độ năng lượng tương đương với một số loại pin Li-ion EV.

theo báo cáo trên blog của công ty, nhà sản xuất pin CATL của Trung Quốc đã trình làng nền tảng natri-ion thế hệ thứ 2, Naxtra, báo cáo mật độ năng lượng 175 Wh/kg và kế hoạch sản xuất hàng loạt. CATL quảng cáo những cải tiến về tuổi thọ chu kỳ và độ an toàn giúp Naxtra có thể sánh với pin LFP cho nhiều ứng dụng xe điện chở khách. Con số này vẫn còn thấp so với những loại pin Li-ion tốt nhất dành cho xe điện, có công suất trên 100 Wh/kg, nhưng vẫn đủ tốt để khả thi. Bên cạnh đó, nếu pin rẻ hơn, bạn có thể lắp thêm pin để tăng phạm vi hoạt động.


theo Reuters, Natron Energy đã công bố kế hoạch xây dựng một nhà máy natri-ion trị giá 1,4 tỷ đô la ở Bắc Carolina, Mỹ. Các kế hoạch xây dựng nhà máy và các khoản đầu tư công là rất quan trọng vì chi phí pin sẽ giảm mạnh khi quy mô sản xuất được mở rộng. Mỹ không cần nhập khẩu natri hay sắt. Tuy nhiên, mangan không được khai thác thương mại ở Mỹ (dựa trên tìm kiếm nhanh của tác giả trên internet về chủ đề này).


theo New Atlas, nhà sản xuất phần cứng Nhật Bản Elecom đã trình làng một pin dự phòng hàng-tiêu-dùng đầu tiên sử dụng cell pin ion natri, được quảng cáo là có tuổi thọ chu kỳ dài hơn đáng kể và khoảng nhiệt độ hoạt động rộng hơn.


một số dạng pin Natri-ion hiện nay đã sẵn sàng để lắp đặt trên ô tô và các thiết bị điện tử, nhưng vẫn còn rất nhiều việc phải làm để cải tiến loại pin này hơn nữa. Những cải tiến này bao gồm cải tiến về vật liệu anode, công thức điện phân, và thiết kế "không anode" hoặc giảm hàm lượng than chì, giúp cải thiện mật độ năng lượng và tuổi thọ.

công nghệ Lithi-ion cũng đang phát triển, với các sản phẩm như pin lithium kim loại không anode, nhưng điều đó vẫn gắn liền với yếu tố gây nhiều vấn đề.

Ứng dụng hiện nay của pin ion natri
pin Natri-ion sẽ không (tốt nhất là không nên) hoàn toàn thay thế pin Lithi-ion. Tốt nhất nên sử dụng công nghệ mang lại tác động lớn nhất với ít nhược điểm nhất, và đối với pin Natri-ion, bao gồm:

- lưu trữ năng lượng lưới điện. Chúng ta cần rất, rất, rất nhiều điện năng lưu trữ, nhất là để phòng ngừa những biến động của năng lượng tái tạo.

- xe điện hạng nhẹ và xe đô thị. Nếu chúng ta muốn mọi người chuyển sang sử dụng xe điện, chúng ta cần làm cho pin rẻ, dồi dào, đồng thời cải thiện tuổi thọ và hiệu suất ở nhiệt độ khắc nghiệt. Xe điện có thể là trường hợp sử dụng tốt nhất cho pin Na-ion.

- thiết bị năng lượng thấp, chu kỳ cao... như: sạc dự phòng, dụng cụ điện tử và một số ứng dụng IoT được hưởng lợi từ vòng đời dài và khoảng nhiệt độ hoạt động rộng.

- ứng dụng lai: một số thiết kế đã kết hợp pin lithi và natri. Đặc biệt dành cho xe điện. Điều này cho phép bạn tạo ra một loại pin lai có thể tận dụng được những điểm mạnh của cả hai loại pin.

Tương lai
nghiên cứu phân tích do IDTechEx công bố đã cho thấy chi phí ở cấp độ tế bào có thể giảm xuống còn khoảng 40 đô la Mỹ/kWh ở quy mô lớn đối với hóa chất ion Na sử dụng catốt sắt/mangan. Con số này thấp hơn nhiều so với chi phí của pin Lithi-ion, và các nhà phân tích dự đoán nhu cầu về pin Natri-ion sẽ tăng vọt khi xe điện trở nên phổ biến hơn và giá thành giảm xuống, một phần nhờ vào loại pin rẻ hơn này.

pin natri có thể trở thành công nghệ bổ sung cho pin Lithi-ion, giảm bớt tình trạng khan hiếm và áp lực nguồn cung của công nghệ lithi. Trong trường hợp cấp bách, công nghệ pin Natri-ion thậm chí có thể thay thế hoàn toàn Lithi-ion nếu vật liệu lithi trở nên quá đắt đỏ hoặc quá khan hiếm, nhưng chỉ có thời gian mới cho biết tình hình địa chính trị sẽ diễn biến như thế nào. Hiện tại, có thể kỳ vọng một cuộc cách mạng về công nghệ pin quy mô lớn cho ô tô, hệ thống lưu trữ lưới điện và trạm điện gia đình...

các nhà máy sản xuất loại pin natri này đã và đang được xây dựng.