Xe điện đầu tiên dùng pin thể rắn của Toyota

Sau nhiều năm nghiên cứu, Toyota đang tiến gần hơn tới việc ra mắt chiếc xe điện đầu tiên sử dụng pin thể rắn (SSB – Solid-State Battery). Theo kế hoạch, mẫu xe này có thể xuất hiện sớm nhất vào năm 2027 và muộn nhất là 2028, mở ra chương mới cho ngành xe điện toàn cầu.

Toyota cho biết ứng dụng pin thể rắn đầu tiên sẽ xuất hiện trên một mẫu xe thể thao công suất cao, có thể là phiên bản điện kế nhiệm của Lexus LFA – dòng siêu xe nổi tiếng từng được coi là biểu tượng kỹ thuật của hãng. Mặc dù chưa xác nhận chính thức, Toyota đã hé lộ rằng “sản phẩm đầu tay” này sẽ mang công nghệ pin có hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn và phạm vi hoạt động xa, đáp ứng đúng triết lý của một chiếc xe thể thao hai chỗ ngồi, gầm thấp, tập trung vào hiệu năng.

Các mẫu xe điện hiệu suất cao hiện nay dù đạt tốc độ và khả năng tăng tốc ấn tượng vẫn phải đánh đổi bằng trọng lượng. Bộ pin lithium-ion hiện tại có mật độ năng lượng hạn chế, khiến khối lượng xe tăng đáng kể. Ví dụ, các mẫu siêu xe điện hiện đại có thể nặng tới 2.000–2.500 kg, tạo ra quán tính lớn khi vào cua, giảm độ linh hoạt và cảm giác lái.

Pin thể rắn được kỳ vọng sẽ giải quyết triệt để nhược điểm này. So với pin lithium-ion thông thường, SSB có mật độ năng lượng cao hơn, sạc nhanh hơn, tuổi thọ dài hơn và an toàn hơn khi va chạm. Việc loại bỏ chất điện phân lỏng giúp giảm nguy cơ cháy nổ và cho phép pin hoạt động hiệu quả hơn trong dải nhiệt độ rộng.

Với kích thước nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn, bộ pin thể rắn cho phép các kỹ sư Toyota tái bố trí trọng tâm xe, giúp khung gầm ổn định và linh hoạt hơn. Nếu như cấu trúc ván trượt của xe điện truyền thống đặt pin dưới sàn, thì SSB có thể được bố trí như xương sống chạy dọc thân xe, tương tự cách McMurtry áp dụng trên dòng xe đơn chỗ tốc độ cao, giúp phân bổ trọng lượng lý tưởng và tối ưu khả năng điều khiển.

Lợi thế kỹ thuật và hướng đi mới của Toyota trong kỷ nguyên xe điện

Theo Keiji Kaita, Chủ tịch Trung tâm Phát triển Kỹ thuật Trung hòa Carbon của Toyota, những chiếc xe dùng động cơ điện kết hợp pin thể rắn sẽ tận dụng triệt để các lợi thế về trọng lượng, công suất và tính năng động họ. Đây là lời khẳng định rõ ràng rằng mẫu xe điện đầu tiên dùng SSB của Toyota nhiều khả năng sẽ là xe thể thao Lexus, nơi các yếu tố như hiệu năng và cân bằng trọng lượng được ưu tiên tuyệt đối.

Pin thể rắn của Toyota được phát triển với tham vọng vượt qua cả Ferrari và Porsche trong cuộc đua về mật độ năng lượng. Hãng tuyên bố các nguyên mẫu pin hiện nay đã đạt mật độ năng lượng cao gấp 1,5–2 lần pin lithium-ion truyền thống, đồng thời có thể sạc đầy trong chưa đầy 10 phút. Điều này không chỉ giúp xe điện thể thao có thể vận hành nhẹ hơn, mà còn giảm đáng kể thời gian chờ sạc – một trong những rào cản lớn nhất hiện nay.

Toyota cũng đang đàm phán và hợp tác với các công ty khai thác kim loại trong nước Nhật Bản để đảm bảo nguồn cung vật liệu cathode và điện phân rắn – yếu tố then chốt cho việc sản xuất hàng loạt. Hãng cho biết đã đạt được thỏa thuận cung ứng chiến lược vào giữa năm 2025, tạo tiền đề cho việc thương mại hóa pin thể rắn quy mô công nghiệp.

Về mặt kỹ thuật, việc thu nhỏ bộ pin không chỉ giúp xe nhẹ hơn mà còn cải thiện hiệu quả phân phối khối lượng. Khi trọng lượng được tập trung gần tâm xe, phản ứng đánh lái và ổn định thân xe được nâng cao đáng kể. Toyota tin rằng đây là “bước tiến không thể thiếu” để đưa xe điện hiệu suất cao vượt qua những giới hạn của cơ học hiện tại.

Thực tế, trong khi các hãng như BYD, Tesla hay Hyundai đang mở rộng sản xuất xe điện phổ thông, Toyota chọn hướng đi khác là hoàn thiện công nghệ trước khi mở rộng sản phẩm. Việc thử nghiệm SSB trước trên mẫu xe thể thao cao cấp Lexus là cách hãng kiểm chứng khả năng chịu tải, độ bền và quản lý nhiệt trong điều kiện cực hạn, trước khi ứng dụng đại trà cho xe điện phổ thông.

Các chuyên gia nhận định, một khi Toyota đưa pin thể rắn vào sản xuất hàng loạt, công nghệ này sẽ làm thay đổi toàn bộ cục diện ngành xe điện – tương tự như cách động cơ hybrid từng đưa hãng lên vị thế tiên phong hai thập kỷ trước. Pin thể rắn có thể giúp xe điện nhẹ hơn 20–30%, tăng phạm vi di chuyển thêm 30–50% và rút ngắn thời gian sạc chỉ còn vài phút.

Toyota vẫn để ngỏ khả năng trang bị SSB cho các mẫu hybrid trước khi ứng dụng cho xe điện thuần túy, một chiến lược quen thuộc của hãng nhằm thử nghiệm độ bền thực tế trên quy mô nhỏ. Tuy nhiên, các tín hiệu gần đây cho thấy SSB sẽ lần đầu xuất hiện trên dòng Lexus Electrified Sport Concept, trước khi được phổ biến dần sang các mẫu xe thương mại như Corolla hay Camry điện hóa trong thập kỷ tới.