Hình ảnh tài xế tranh thủ uống cà phê và lướt điện thoại trong lúc chờ pin nhảy lên từng vạch đã quen thuộc ở những trạm sạc xe điện trên thế giới. Với không ít người, khung cảnh tưởng chừng nhàn nhã đó lại là điểm bất tiện lớn của xe điện - mất quá nhiều thời gian để sạc pin.
Dù một số dòng xe đã có thể sạc đầy pin trong khoảng 20 phút, các mẫu khác vẫn mất nhiều thời gian, nhất là khi so sánh với việc đổ xăng chỉ mất vài phút.
Song khoảng cách ấy có thể sẽ sớm rút ngắn. Các hãng xe điện và công ty công nghệ đang chạy đua phát triển những hệ thống sạc siêu nhanh, có thể nạp đầy pin trong thời gian gần tương đương một lần đổ đầy bình xăng. Nếu công nghệ này được triển khai rộng rãi, nó có thể xóa đi một trong những rào cản cuối cùng đang níu chân người tiêu dùng trước quyết định chuyển sang xe điện.
BYD của Trung Quốc - hãng xe điện lớn nhất thế giới - sẽ giới thiệu một công nghệ như vậy tại Paris vào ngày 8/4 tới. Hệ thống của hãng gồm một bộ sạc công suất cực lớn 1.500kW, được thiết kế như một cổng khung trên cao, từ đó các dây sạc thả xuống để kết nối với xe.
Khi cắm vào mẫu Denza Z9GT, dòng xe cao cấp mới của BYD, bộ pin Blade Battery dung lượng lớn đến 122kWh của nó có thể được sạc từ 10% lên 70% chỉ trong 5 phút. Sạc đầy hoàn toàn mất khoảng 9 phút. Ngay cả ở nhiệt độ thấp tới âm 30 độ C, pin vẫn có thể tăng từ 20% lên 97% chỉ trong khoảng 12 phút. Được biết, bộ pin Blade Battery cho phép xe Denza Z9GT chạy tối đa 1.036 km sau mỗi lần sạc.
Các hãng xe và công ty công nghệ đang chạy đua phát triển những hệ thống sạc siêu nhanh, có thể nạp điện vào pin trong thời gian gần tương đương một lần đổ đầy bình xăng. Ảnh: Xinhua
Về nguyên lý, để sạc pin xe điện, bộ sạc phải chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Bộ sạc được lắp sẵn trong xe có thể xử lý việc sạc chậm qua đêm bằng cách nhận dòng điện xoay chiều từ ổ điện gia đình và chuyển thành dòng điện một chiều. Nhưng để sạc nhanh thì cần đến các trạm sạc công cộng, nơi điện được chuyển đổi trực tiếp từ lưới điện.
Tuy vậy, pin lithium-ion, loại pin xe điện phổ biến nhất hiện nay, vẫn có giới hạn về tốc độ sạc. Khi được cắm sạc, các hạt mang điện, gọi là ion lithium, di chuyển từ cực âm sang cực dương và được tích ở đó. Khi xe chạy, chúng lại di chuyển ngược về. Vấn đề là khi tốc độ sạc tăng lên, có thể xảy ra ùn ứ trong dòng di chuyển của các ion, nhất là khi đi vào cực dương. Tình trạng này tạo ra điện trở và làm phát sinh nhiệt, khiến pin nhanh xuống cấp.
BYD cho biết họ giải quyết vấn đề tắc nghẽn bằng cách cải tiến cấu trúc của cả hai cực trong pin Blade Battery ở cấp độ phân tử, để các ion lithium di chuyển dễ dàng hơn, đem lại cho pin tiềm năng sạc cực nhanh. Một phần bí quyết nằm ở việc sử dụng các điện cực mỏng xếp lớp, qua đó giảm điện trở bên trong, hạn chế sinh nhiệt.
Tuy nhiên, để pin Blade Battery có thể đạt tốc độ sạc tối đa, còn cần hệ thống trạm sạc đủ mạnh. Đó là lý do vì sao BYD muốn triển khai các bộ cổng sạc công suất cực lớn 1.500kW - trong khi đa số bộ sạc nhanh hiện nay mới ở mức 100-350kW - tại các trạm dịch vụ trên toàn cầu và kỳ vọng đến cuối năm nay sẽ có 20.000 bộ hoạt động tại Trung Quốc.
Nyobolt, một công ty công nghệ pin khởi nguồn từ Đại học Cambridge, Anh, lại có cách tiếp cận đơn giản hơn để giải bài toán sạc nhanh. Bộ pin 35kWh mà hãng lắp trên một mẫu xe thể thao trọng lượng nhẹ có thể sạc từ 10% lên 80% trong chưa đầy 5 phút khi cắm vào bộ sạc nhanh công suất 350kW.
Bộ pin có dung lượng phải nói là nhỏ so với tiêu chuẩn hiện nay (thường từ 60–120 kWh), nhưng do chiếc xe khá nhẹ nên nó vẫn có thể chạy khoảng 250km sau mỗi lần sạc. Công ty cho biết họ có thể sản xuất các phiên bản pin với dung lượng lớn hơn.
Giống như BYD, Nyobolt xử lý bài toán điện trở bên trong pin bằng cách thiết kế lại các điện cực. Điểm khác biệt là cực dương của họ được làm từ một dạng oxit niobi-vonfram độc quyền, giúp các ion lithium đi vào và đi ra nhanh hơn nhiều, nhờ đó tăng tốc độ sạc.
Sạc càng nhanh, pin càng chịu áp lực lớn, và điều đó có thể khiến pin chai nhanh hơn so với cách sạc thông thường. Ảnh: Getty Images
Không dừng lại trong phòng thí nghiệm, Nyobolt đã cung cấp loại pin ứng dụng công nghệ này cho các trung tâm dữ liệu, nơi cần pin sạc nhanh để cân bằng những biến động lớn về nhu cầu điện. Bên cạnh đó, công ty mới ký thỏa thuận trang bị pin sạc nhanh cho robot kho hàng của hãng Symbotic (Mỹ), giúp chúng giảm thời gian chờ sạc và tăng thời gian làm việc. Nyobolt cũng đang làm việc với một số hãng xe để đưa công nghệ pin của mình vào các mẫu xe điện trong tương lai.
Dĩ nhiên, việc tăng tốc độ sạc pin có cái giá của nó. Sạc càng nhanh, pin càng chịu áp lực lớn, khiến chúng có thể chai nhanh hơn so với cách sạc thông thường. Các kỹ sư đang tìm cách khắc phục vấn đề này.
Theo Sai Shivareddy, người đứng đầu Nyobolt, pin của công ty đã được thử nghiệm qua hơn 4.000 chu kỳ sạc nhanh - tương đương một chiếc xe chạy khoảng một triệu km - mà vẫn giữ được hơn 80% dung lượng. BYD cũng cho biết pin của họ sẽ được cải thiện về độ bền.
Sạc siêu nhanh đang dần trở thành một ưu thế quan trọng của thế hệ xe điện mới. Nhiều mẫu xe điện sắp ra mắt khác cũng đi theo xu hướng này. Chẳng hạn, mẫu xe SUV chạy hoàn toàn bằng điện thuộc dòng GLC của Mercedes hứa hẹn có khả năng sạc với công suất tối đa 330 kW, nghĩa là chỉ 10 phút sạc cũng nạp đủ điện cho xe chạy được thêm 260km.
Nếu mọi thứ diễn ra đúng như các hãng kỳ vọng, quãng thời gian ngồi nghỉ, uống cà phê hay chợp mắt chờ xe sạc đầy sắp lùi vào dĩ vãng.
Anh Thư tổng hợp
---
Nguồn:
Rapid-charging EV batteries are on the way, The Economist.
https://www.economist.com/science-and-technology/2026/03/16/rapid-charging-ev-batteries-are-on-the-way
This fast-charging EV can have an almost-full battery in under 10 minutes, Independent.
https://www.independent.co.uk/cars/electric-vehicles/ev-charging-speed-times-byd-flash-b2939678.html