Việt Nam chưa sản xuất pin lithium-ion trọn vẹn

Pin lithium, đặc biệt là pin lithium-ion, là vấn đề rất quan trọng của khoa học hiện đại. Đây là loại pin có tính ứng dụng rất lớn trong đời sống, dùng cho điện thoại, máy tính đến các trạm lưu trữ năng lượng.

Bất kể thực tế ngành công nghiệp pin lithium-ion ngày nay đã phát triển rất mạnh trị giá 40 tỉ USD, thu hút hàng vạn người tham gia nghiên cứu, các công trình được trao giải Nobel hóa học năm nay có thể nói đã đáp ứng đúng nhất di nguyện của ông Alfred Nobel, đó là vinh danh các đóng góp khoa học có giá trị phục vụ nhân loại.

Trên thế giới hiện có nhóm các nước, vùng lãnh thổ dẫn đầu về pin lithium-ion là Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, tiếp đó là Đài Loan, Trung Quốc. Ở Việt Nam, chỉ mới có một số doanh nghiệp start-up sản xuất pin lithium-ion trên cơ sở nhập lõi pin từ nước ngoài về, lắp ráp thành phẩm. Trong nước chưa có doanh nghiệp nào có dây chuyền sản xuất pin lithium-ion trọn vẹn từ sản xuất hóa chất cho tới ra sản phẩm pin cuối cùng.

Về tình hình nghiên cứu, tại TP.HCM trong khoảng 10 năm qua, Phòng thí nghiệm hóa lý ứng dụng của ĐH Quốc gia TP.HCM đã triển khai nhiều dự án nghiên cứu và ứng dụng pin lithium-ion.

PGS.TS Trần Văn Mẫn

(trưởng phòng khoa học công nghệ ĐH Khoa học tự nhiên)

Lược sử phát triển pin lithium-ion

Những loại pin trước pin lithium đã tồn tại và phát triển trong một thời gian khá dài: pin chì đã được phát minh vào năm 1859 (hiện nay vẫn được sử dụng như pin khởi động trong xe chạy bằng xăng) và pin niken-cadmium được phát triển từ giữa thế kỷ 20, nhưng những loại pin này đều gây ô nhiễm môi trường khi không còn sử dụng và độc hại cho người tiếp xúc.

Việc phát triển pin lithium đã tiến triển mạnh vào thập niên 1970 với các kết quả nghiên cứu của nhà khoa học Stanley Whittingham, được xem như là người chế tạo pin lithium đầu tiên trên thế giới. Tập đoàn dầu khí Mỹ ExxonMobil đã nhạy bén đánh giá tầm quan trọng của những nghiên cứu của Stanley Whittingham khi các nhà quản lý tập đoàn đã đồng ý tài trợ cho dự án nghiên cứu của Stanley Whittingham chỉ sau 15 phút nghe trình bày dự án.

Cuộc khủng hoảng dầu mỏ sau cuộc chiến giữa Israel và các nước Ả Rập vào giữa những năm 1970 đã là động cơ thúc đẩy John Goodenough tham gia nghiên cứu các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ.

Vào năm 1980, John Goodenough đã tăng sức mạnh và hiệu điện thế của pin lithium lên rất nhiều lần khi chế tạo được các loại pin lithium nhiều lớp với lithium cobalt oxid ở cực âm. Năm 1985, Akira Yoshino thành công trong việc thay lithium nguyên chất bằng các hợp chất chứa ion lithium, an toàn hơn so với lithium nguyên chất.

Khi pin lithium-ion được sạc hoặc sử dụng, các ion sẽ lưu chuyển giữa các điện cực mà không phản ứng với môi trường xung quanh. Do vậy pin có tuổi thọ cao hơn, dung lượng lớn hơn và có thể được sạc hàng trăm lần trước khi hiệu suất của nó bị giảm sút, đã đưa đến việc thương mại hóa pin lithium-ion rộng rãi trên thị trường, được sử dụng rất phổ biến trong các thiết bị điện và điện tử.

Ngày nay, với các viên pin lithium-ion rất nhẹ, có thể sạc lại rất nhiều lần được sử dụng trong mọi thứ, từ điện thoại di động đến máy tính xách tay, xe điện và rất nhiều thiết bị điện tử gia dụng. Pin lithium-ion có thể lưu trữ hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, và hi vọng một ngày không xa con người sẽ không dùng đến nhiên liệu hóa thạch nữa, giảm đáng kể hiệu ứng nhà kính, góp phần làm giảm bớt tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu.

TS Nguyễn Đức Nghĩa (nguyên phó giám đốc ĐH Quốc giaTP.HCM)