Pin bán rắn là gì, cấu tạo của pin bán rắn

1 Pin bán rắn là gì?

• Pin bán rắn (Semi-Solid-State Battery) là loại pin có:
  • Điện cực rắn (thường là cực dương hoặc cực âm)
  • Chất điện phân bán rắn (semi-solid electrolyte), là hỗn hợp gel hoặc dạng lỏng-viscous thay thế hoàn toàn hoặc một phần dung môi hữu cơ dễ cháy trong pin lithium-ion.

👉 Khác với pin thể rắn (solid-state) là chất điện phân hoàn toàn rắn, pin bán rắn vẫn còn một phần chất lỏng hoặc gel.

2 Cấu tạo pin bán rắn

Một pin bán rắn thường gồm:

• Cực âm (anode): Graphite, Silicon-Graphite hoặc Lithium Metal
• Cực dương (cathode): NMC (Nickel Manganese Cobalt), LFP, hoặc vật liệu oxide cao năng lượng
• Chất điện phân bán rắn:
  • Gel polymer + muối lithium
  • Dung môi có độ nhớt cao trộn với polymer hoặc chất rắn nano để hạn chế rò rỉ
• Separator: Màng polymer đặc biệt hoặc ceramic phủ polymer, kết hợp với chất điện phân bán rắn để ngăn ngừa dendrite.

3  So sánh pin bán rắn với các loại pin khác

Tiêu chí	Pin bán rắn	Pin thể rắn	Pin Lithium-ion
Chất điện phân	Bán rắn (gel/viscous liquid)	Hoàn toàn rắn	Lỏng
Độ an toàn	Cao hơn Li-ion, thấp hơn thể rắn	Rất cao	Thấp hơn (dễ cháy nổ)
Mật độ năng lượng	300–400 Wh/kg (dự kiến)	350–500 Wh/kg (dự kiến)	250–300 Wh/kg
Tốc độ sạc	Nhanh hơn Li-ion	Thường chậm hơn	Nhanh
Độ ổn định nhiệt	Tốt	Rất tốt	Kém
Chi phí	Cao hơn Li-ion, thấp hơn thể rắn	Rất cao	Thấp
Thương mại hóa	Trước thể rắn	Sau bán rắn	Đã thương mại rộng rãi

4 Ai đang nghiên cứu và phát triển pin bán rắn?

🔸 24M Technologies (Mỹ) – tiên phong công nghệ pin bán rắn dạng slurry.
🔸 CATL (Trung Quốc) – công bố pin bán rắn cho xe điện vào cuối 2023.
🔸 ProLogium (Đài Loan) – phát triển pin bán rắn trước khi chuyển dần sang thể rắn hoàn toàn.
🔸 Toyota, Nissan, Honda (Nhật) – tham gia phát triển song song bán rắn và thể rắn.
🔸 Samsung SDI – công bố cell pin bán rắn với mật độ năng lượng cao hơn 15% so với Li-ion.
🔸 QuantumScape (Mỹ) – dù tập trung thể rắn, giai đoạn đầu vẫn nghiên cứu bán rắn để hạ giá.

5 Khi nào pin bán rắn được sản xuất đại trà?

• 2024–2026: Các công ty như CATL, 24M, ProLogium bắt đầu sản xuất giới hạn pin bán rắn cho xe điện, robot, thiết bị lưu trữ năng lượng.
• 2026–2028: Sản xuất quy mô lớn (mass production) với chi phí giảm, mật độ năng lượng đạt 300–400 Wh/kg, tích hợp dần trên ô tô điện cao cấp.
• Trước pin thể rắn hoàn toàn khoảng 3–5 năm do dễ sản xuất hơn, chi phí thấp hơn, ít thay đổi dây chuyền so với Li-ion truyền thống.

Tóm gọn dễ nhớ:

✅ Pin bán rắn = Điện phân gel bán rắn + an toàn hơn pin lỏng + mật độ năng lượng cao hơn Li-ion
✅ Dễ thương mại hơn pin thể rắn hoàn toàn
✅ Đang được CATL, 24M, Samsung SDI, Toyota phát triển mạnh
✅ Sẽ sản xuất đại trà từ 2026 trở đi trên thị trường xe điện và lưu trữ năng lượng.