Pin thể rắn là gì và cấu tạo ra sao

Pin lithium ion và pin thể rắn đều có cực dương, cực âm, chất điện phân và màng ngăn giữ hai cực không chạm nhau. Pin lithium ion dùng chất điện phân là dung dịch muối lithium trong dung môi hữu cơ dễ cháy; pin thể rắn dùng vật liệu rắn, làm luôn việc của màng ngăn (IEA).

Chất điện phân rắn có ba nhóm chính. Theo một bài tổng quan trên tạp chí Micromachines (3/2024), sulfide dẫn ion tốt nhưng vẫn có thể mọc nhánh lithium; oxide chịu dải điện áp rộng nhưng sinh điện trở ở mặt tiếp xúc với lithium kim loại; polymer dẻo nhưng dẫn ion kém (Micromachines).

Cái lợi nằm ở cực âm. Than chì đang dùng có dung lượng lý thuyết chỉ 372 mAh/g. Lithium kim loại chứa nhiều năng lượng hơn nhưng mọc nhánh trong chất điện phân lỏng, dễ gây cháy nổ; chất điện phân rắn kìm sự mọc nhánh đó (Micromachines). Cách pin lỏng hoạt động có ở bài pin lithium ion.

Pin bán thể rắn và pin thể rắn toàn phần

IEA chia công nghệ này thành ba loại: loại dùng polymer, đã bán thương mại nhưng phải chạy ở khoảng 60–90°C; loại gần như rắn, thêm ít chất lỏng ở cực dương; và loại rắn hoàn toàn. Ưu điểm an toàn hay được nhắc tới thuộc về hai loại sau, cả hai còn là mẫu thử (IEA).

Dự thảo tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc, theo báo Jiemian ngày 3/1/2026, gọi pin dùng cả chất điện phân rắn lẫn lỏng là pin hỗn hợp rắn-lỏng, tức loại quen gọi là bán thể rắn. Pin chỉ được gọi là thể rắn nếu hao không quá 0,5% khối lượng sau 6 giờ nung ở 120°C gần chân không; các mẫu hỗn hợp được thử hao 1,68–10,33% (Jiemian). Bản chính thức GB/T 48093.1-2026 ban hành ngày 28/8/2026, có hiệu lực từ 1/1/2028 (cổng tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc).

Pin hỗn hợp đã lên xe thương mại. Bộ pin bán thể rắn 150 kWh của Nio dùng từ 1/6/2024 giúp mẫu ET7 đi hơn 1.000 km mỗi lần sạc, dù theo CnEVPost loại pin này vẫn đắt.

Pin thể rắn và pin lithium khác nhau ở đâu

Theo IEA, cell LFP thế hệ gần đây đạt tới 205 Wh/kg, cell NMC tới 265 Wh/kg. Ngày 24/4/2025, Stellantis và Factorial công bố cell thể rắn 77 Ah của Factorial đạt 375 Wh/kg qua hơn 600 chu kỳ, sạc từ 15% lên hơn 90% trong 18 phút (Stellantis và Factorial). Đây là số hãng tự công bố.

Theo Idemitsu, hãng làm chất điện phân rắn cho Toyota, ion đi qua chất rắn dễ hơn nên sạc nhanh hơn; vật liệu chịu điện áp và nhiệt độ cao nên được kỳ vọng tăng mật độ năng lượng và tuổi thọ (Idemitsu). Đổi lại, theo IEA, pin thể rắn toàn phần khó sản xuất, tốn kém và cần ép ở áp suất cao hơn.

Tiêu chíPin lithium ionPin thể rắn
Chất điện phânLỏng, dung môi hữu cơ dễ cháyRắn, làm luôn màng ngăn
Cực âmThường là than chì, dung lượng lý thuyết 372 mAh/gCó thể dùng lithium kim loại
Mật độ năng lượng cellLFP 205 Wh/kg, NMC 265 Wh/kgCell Factorial 375 Wh/kg (hãng công bố)
Sản xuấtHàng loạtLoại toàn phần mới làm nhỏ để thử nghiệm
Biểu đồ so sánh mật độ năng lượng cell pin thể rắn với cell pin lithium LFP và NMC, đơn vị Wh/kg
Mật độ năng lượng cell pin lithium LFP, NMC thương mại (IEA, 5/2026) và cell thể rắn 77 Ah của Factorial (Stellantis và Factorial công bố 24/4/2025), đơn vị Wh/kg. Biểu đồ do LTA vẽ từ số liệu nguồn.

Tiến độ thương mại hóa đến 20/10/2026

Toyota nhắm bán xe điện dùng pin thể rắn toàn phần trong 2027–2028 và đã ký với Sumitomo Metal Mining ngày 8/10/2025 để sản xuất hàng loạt vật liệu cực dương (Toyota). Ngày 29/1/2026, Idemitsu khởi công xưởng thí điểm chất điện phân rắn ở Chiba, công suất vài trăm tấn mỗi năm, dự kiến xong năm 2027 (Idemitsu).

Samsung SDI ra mắt mẫu pin dạng túi cho robot hình người tại InterBattery 2026, nhắm sản xuất hàng loạt từ nửa cuối 2027 (Samsung SDI). Theo CarNewsChina, CATL báo nhà đầu tư ngày 29/7/2026 sẽ làm pin quy mô nhỏ trên dây chuyền thí điểm từ 2027; chủ tịch Robin Zeng xếp công nghệ này ở mức 4 trên thang 9 bậc. IEA ghi nhận BYD định bán xe đầu tiên dùng loại pin này từ 2027.

QuantumScape khánh thành dây chuyền thí điểm Eagle ở Mỹ ngày 4/2/2026 để làm cell mẫu cho khách hàng (QuantumScape). Honda giới thiệu dây chuyền trình diễn ở Nhật Bản ngày 21/11/2024, nhắm đưa pin thể rắn vào xe ra mắt nửa cuối thập niên 2020 (Honda).

Kế hoạch ngành pin Trung Quốc công bố ngày 28/9/2026 đặt mục tiêu bước đầu ứng dụng quy mô lớn pin thể rắn toàn phần vào năm 2030 (pv magazine). IEA dự báo loại pin này chỉ có ở xe đắt tiền tới nửa đầu thập niên 2030.

Pin thể rắn xe điện: những lần chạy thử thực tế

Ngày 8/9/2025 tại Munich (Đức), QuantumScape và PowerCo, công ty pin của Volkswagen, cho một mô tô đua Ducati V21L sửa đổi chạy bằng cell QSE-5, lần đầu pin của hãng chạy trên xe thật; theo hãng, cell đạt 844 Wh/L (QuantumScape). Với xe máy điện, đây mới là xe trình diễn. Cách sạc xe điện từ mái nhà có ở bài sạc xe điện bằng điện mặt trời.

Ở ô tô, IEA ghi nhận Factorial đã chạy thử thực tế hơn 1.000 km; Stellantis định đưa pin Factorial vào một đội xe trình diễn đến năm 2026 (Stellantis và Factorial). Toyota (6/2023) nhắm quãng đường dài hơn 20% so với pin hộp bản hiệu năng nhắm 1.000 km của hãng (tính cả cải tiến thân xe), sạc 10–80% trong tối đa 10 phút (Toyota).

Pin thể rắn cho điện thoại và thiết bị đeo

Ngày 17/6/2024, TDK công bố vật liệu cho pin thể rắn cỡ nhỏ đạt 1.000 Wh/L, khoảng 100 lần loại hãng đang sản xuất, nhắm tới tai nghe không dây, máy trợ thính, đồng hồ thông minh (TDK). Samsung SDI cũng định làm pin cho thiết bị đeo.

IEA xếp robot vào nhóm thị trường có thể tạo nhu cầu sớm.

Pin thể rắn đã dùng cho lưu trữ điện mặt trời chưa

Ở quy mô lưới điện đã có kho dùng pin bán thể rắn. Theo thông cáo của hãng thiết bị Kehua trên pv magazine, một kho pin LFP bán thể rắn 100 MW/200 MWh ở Lishui, Chiết Giang (Trung Quốc) nối lưới tháng 6/2024. Đây chưa phải loại toàn phần.

Kho đặt cố định cần giá, tuổi thọ, độ an toàn và nguồn cung hơn là mật độ năng lượng (pv magazine), nên chủ yếu dùng pin LFP, theo IEA.

Với hệ gia đình lúc này, bạn có thể xem pin LiFePO4, pin natri ion, cách chọn pin lưu trữ điện mặt trời hoặc hệ thống BESS cho nhà xưởng.

LTA lắp hệ điện mặt trời hybrid có pin lưu trữ và hệ độc lập cho nhà ở, cửa hàng, nhà xưởng, khảo sát miễn phí trên toàn quốc. Gọi hoặc nhắn Zalo 0981.014.340 để được tính dung lượng pin theo nhu cầu dùng điện.

Nguồn tham khảo:

Bạn muốn lắp điện mặt trời cho nhà mình?

Gọi 0981.014.340 hoặc nhắn Zalo cùng số, gửi kèm ảnh hóa đơn điện và ảnh mái để LTA tính công suất sơ bộ và hẹn lịch khảo sát miễn phí.

Gọi 0981.014.340 Nhắn Zalo

Câu hỏi thường gặp về pin thể rắn

Pin thể rắn có an toàn hơn pin lithium không?

Về nguyên lý là có, vì pin lithium ion dùng dung môi hữu cơ dễ cháy. Nhưng theo IEA (5/2026), lợi thế này thuộc về thiết kế gần như hoặc hoàn toàn rắn, vốn chưa được chứng minh trong thực tế.

Pin bán thể rắn là gì?

Là pin dùng cả chất điện phân lỏng và rắn. Dự thảo tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc gọi đây là pin hỗn hợp rắn-lỏng. Bộ pin 150 kWh mà Nio đưa vào dùng từ tháng 6/2024 thuộc loại này.

Khi nào có ô tô điện dùng loại pin này để mua?

Mới có mục tiêu của hãng: Toyota 2027–2028, Samsung SDI nửa cuối 2027, CATL làm quy mô nhỏ năm 2027, BYD bán xe đầu tiên từ 2027. IEA dự báo loại pin này chỉ có ở xe đắt tiền tới nửa đầu thập niên 2030.

Điện thoại đã có loại dùng pin thể rắn chưa?

Các thông báo dẫn trong bài chưa nêu lịch cho điện thoại. Pin thể rắn cỡ nhỏ đang nhắm thiết bị đeo trước: TDK hướng tới tai nghe, máy trợ thính, đồng hồ thông minh; Samsung SDI cũng định làm pin cho thiết bị đeo.

Hệ điện mặt trời gia đình đã dùng được loại pin này chưa?

Chưa phổ biến. Kho lưu trữ cố định ưu tiên giá, độ bền và an toàn hơn là gọn nhẹ, nên hiện chủ yếu dùng pin LFP. Kho bán thể rắn mới có ở quy mô lưới điện tại Trung Quốc.