Nghịch lý: Pin xe điện càng già càng an toàn, ít nguy hiểm?

Là một phần của dự án "SafeBattery", một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Công nghệ Graz (TU Graz) đã điều tra hoạt động của pin dựa trên chất liệu lithium trong ô tô điện khi có va chạm trong suốt bốn năm qua. Giám đốc dự án Christian Ellersdorfer giải thích: "Hiệu suất của các tế bào pin mới liên tục được nâng cấp rộng rãi, vì vậy chúng tôi muốn tìm hiểu chất lượng của dòng pin này theo vòng đời".

Bất ngờ về pin xe điện

Cùng với các đối tác trong ngành như AVL, Audi và Daimler, nghiên cứu này đã được tiến hành về các tình huống mà pin có thể gặp phải trong quá trình hoạt động của nó: ví dụ như độ rung động và chịu gia tốc mạnh do va chạm khi đỗ xe, do tai nạn nghiêm trọng tác động, cũng như việc sạc và xả liên tục pin theo thời gian.

Với sự trợ giúp của các bài kiểm tra va chạm, thực hiện các mô hình mô phỏng cùng các phương pháp tính toán, các nhà nghiên cứu đã có thể xác định rằng, mức rung động và gia tốc hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động của pin xe điện. Tuy nhiên, lại có những thay đổi đáng kể hơn về mặt cơ học và chất lượng điện năng do hệ quả của việc sạc và xả pin liên tục theo thời gian dài sử dụng.

Ellersdorfer nói: "Nhưng những thay đổi này không nhất thiết có nghĩa là pin trở nên nguy hiểm hơn theo tuổi tác. Ngược lại, các ảnh hưởng này cũng làm cho chúng an toàn hơn theo thời gian, vì chúng cũng mất năng lượng điện đi nhiều. Các cuộc điều tra của Ellersdorfer và cộng sự cho thấy rằng, các tế bào pin xe điện có hàm lượng điện năng bị giảm mạnh sau quá trình thoát nhiệt nếu pin dùng lâu dài, kèm với việc sạc, xả pin liên tục. Vì thế, việc giảm mức năng lượng của pin xe điện cũ hơn theo thời gian cũng làm giảm khả năng xảy ra nguy cơ cháy pin do tai nạn, và do đó đảm bảo an toàn cho cả xe và người lái.

Tuy nhiên, cũng phải nhìn nhận một nghịch lý khác rằng, một trong những cách nhanh nhất khiến pin giảm dung lượng chính là việc sạc pin. Nếu bạn xả pin liên tục và sạc chúng đầy trở lại 100% thì hiệu năng pin sẽ yếu đi mau chóng. Trớ trêu thay, điều tương tự cũng xảy ra nếu bạn thường xuyên để pin trong trạng thái bị xả hoàn toàn nhưng không được cấp năng lượng trở lại.

Kết quả nghiên cứu này đã đi ngược với quan điểm trước đây cho rằng, pin xe điện càng cũ thì càng nguy hiểm, hiệu năng càng giảm, nhưng dù gì đây cũng là một công trình nghiên cứu tham khảo quan trọng giúp các bộ óc vĩ đại tương lai có thể tìm ra một chủng pin xe điện hứa hẹn sẽ "cân" hết về mọi mặt trong tương lai.

Vậy xe điện hiện nay đang dùng loại pin nào?

Theo các nhà phân tích của BloombergNEF, hầu hết các mẫu xe điện bán trên thị trường đều sử dụng công nghệ pin tương tự nhau: hàng trăm cell pin riêng lẻ được đóng gói thành các mô-đun hay túi pin, và nhiều mô-đun như vậy tập hợp lại sẽ hình thành nên pin của xe hơi điện. Chúng thường có kích cỡ khá lớn, thông thường dài đến vài mét, và do đó được bố trí dọc theo khung xe ngay bên dưới mặt sàn, theo kiểu ván trượt.

Có hai loại pin xe điện chủ yếu được sử dụng khá phổ biến hiện nay:

Pin Lithium-ion: dùng bởi hầu hết các nhà sản xuất ôtô điện (như Tesla, Jaguar); Pin hydride nickel-kim loại: trên các xe hybrid (như Toyota).

Suy cho cùng thì pin xe điện đang được chú trọng bởi kỷ nguyên xe điện đang bùng nổ khắp nơi trên thế giới, vì tất cả các nhà khoa học cho tới các chính trị gia đều tin rằng, nó có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon liên quan đến giao thông, cộng thêm sự ra đời của pin lithium-ion đã tiếp thêm sức mạnh cho việc áp dụng chúng ngày càng hưng thịnh, rộng rãi.