Pin Sodium-ion: Bước qua giai đoạn "phòng thí nghiệm", liệu có đủ sức lật đổ đế chế Lithium?

Tháng 1/2024, chiếc xe điện thương mại đầu tiên lắp pin Sodium-ion (JAC Yiwei) chính thức lăn bánh tại Trung Quốc, chấm dứt kỷ nguyên độc tôn của Lithium. Đến nay, đầu năm 2026, thế giới không còn bàn tán về việc Sodium-ion (SIB) "có khả thi hay không", mà đang quan sát xem nó sẽ chiếm bao nhiêu phần trăm thị phần trong một thị trường năng lượng đang biến động dữ dội.

Tận dụng Sodium – nguyên tố phổ biến thứ 6 trong vỏ Trái Đất – không đơn thuần là một giải pháp hóa học. Đó là một nước cờ chiến lược để thoát khỏi sự kìm kẹp của chuỗi cung ứng vật liệu quý hiếm.

"Quân bài tẩy" từ nhôm và cơ chế vận hành

Về cơ bản, pin Sodium-ion vẫn giữ cơ chế "shuttling" (di chuyển qua lại giữa hai cực) tương tự pin Lithium-ion (LIB). Tuy nhiên, Sodium mang trong mình những ưu thế vật lý mà Lithium không bao giờ có được.

Cấu trúc điện cực

Thị trường hiện nay đã định hình rõ ba hướng đi cho cực dương: oxide phân lớp (NaMO₂), hợp chất polyanionic và xanh Prussian (PBA). Ở phía đối diện, carbon cứng (hard carbon) đã trở thành chuẩn mực cho cực âm nhờ khả năng "nhốt" các ion Na+ kích thước lớn một cách hiệu quả.

Lợi thế từ lá nhôm

Sodium-ion sở hữu một "quân bài tẩy": Nhôm. Trong pin Lithium-ion, cực âm bắt buộc phải dùng đồng – một kim loại đắt đỏ – vì Lithium sẽ hợp kim hóa với nhôm ở điện thế thấp. Sodium thì không. Việc sử dụng lá nhôm cho cả hai cực giúp giảm ngay lập tức chi phí vật liệu và cắt giảm đáng kể trọng lượng của pack pin. Đây là một điểm cộng cực lớn khi tính toán giá thành trên mỗi kWh.

Những con số thực tế trên bàn cân

Đừng kỳ vọng Sodium-ion sẽ đánh bại các dòng pin NMC cao cấp về mật độ năng lượng. Cuộc chơi của SIB nằm ở sự bền bỉ và khả năng thích nghi.

• Mật độ năng lượng: Các tế bào thương mại đang dừng ở mức 90–160 Wh/kg. Con số này chỉ tương đương hoặc thấp hơn một chút so với pin LFP (Lithium Sắt Phosphate), nhưng đủ để đáp ứng 80% nhu cầu di chuyển đô thị.
• Kẻ trị vì xứ lạnh: Đây là nơi SIB tỏa sáng. Trong khi pin Lithium "đột tử" hoặc sụt dung lượng nghiêm trọng ở nhiệt độ âm, pin Sodium vẫn duy trì trên 90% hiệu suất ở -20 °C.
• Tuổi thọ: Các dòng pin của Natron Energy đã chứng minh khả năng đạt hàng chục nghìn chu kỳ trong phòng thí nghiệm. Thực tế triển khai tại các trạm lưu trữ (BESS) hiện nay đang ghi nhận mức 2.000 - 8.000 chu kỳ ổn định.

Góc nhìn phản biện: "Nỗi đau" từ giá Lithium

Dù có tiềm năng lớn, Sodium-ion đang đối mặt với một thực tế phũ phàng. Trong giai đoạn 2023-2024, giá Lithium Carbonate đã lao dốc từ đỉnh cao xuống ngưỡng quanh 14.000 USD/tấn. Khi "kẻ thống trị" trở nên rẻ đột ngột, động lực chuyển đổi sang Sodium bị chững lại.

Sodium-ion hiện vẫn là "kẻ đóng thế" ở phân khúc giá rẻ. Chừng nào chuỗi cung ứng SIB chưa đạt đến quy mô khổng lồ như LIB, lợi thế chi phí của nó vẫn chỉ nằm trên lý thuyết. Các nhà sản xuất đang phải gồng mình chứng minh rằng SIB không chỉ là phương án dự phòng cho những lúc Lithium tăng giá, mà là một hệ sinh thái có giá trị tự thân.

Ứng dụng thực tế: Từ xe đô thị đến lưới điện quốc gia

SIB không cố gắng len lỏi vào những chiếc xe hạng sang chạy 800km một lần sạc. Nó chọn những phân khúc thực dụng hơn.

Xe điện cỡ nhỏ (Micro-mobility)

Chiếc JAC Yiwei hay các mẫu xe của Chery đã chứng minh: Với một chiếc xe đô thị, pin Sodium là quá đủ. Người dùng nhận được một mức giá dễ tiếp cận hơn (rẻ hơn khoảng 10-15% so với bản Lithium cùng tầm hoạt động) và sự an toàn cháy nổ cao hơn hẳn.

Lưu trữ năng lượng cố định (BESS)

Đây mới là "đất diễn" thực sự của Sodium. Đối với các trạm lưu trữ điện mặt trời, kích thước pin không quan trọng bằng việc nó có cháy hay không và chi phí vận hành sau 10 năm là bao nhiêu. Sodium-ion đang thắng thế ở điểm này.

Tầm nhìn 2026: Một trụ cột hay chỉ là bong bóng?

Giai đoạn 2024–2025 đã chứng kiến sự gia nhập của những gã khổng lồ như CATL và Northvolt. Các dự án quy mô MWh của HiNa Battery và Faradion không còn là mô hình trình diễn.

Tuy nhiên, tương lai của Sodium-ion phụ thuộc hoàn toàn vào khả năng tối ưu hóa lớp liên pha điện phân rắn (SEI) để giảm thất thoát dung lượng và kiểm soát độ nhạy ẩm của vật liệu. Nếu không giải quyết được các rào cản kỹ thuật này, SIB mãi mãi chỉ là "người đến sau" chuyên trị những phân khúc thấp cấp.

Cá nhân tôi nhận định: Sodium-ion sẽ không giết chết Lithium-ion. Thay vào đó, chúng ta đang bước vào kỷ nguyên "đa hóa học". Lithium sẽ dành cho những chiếc xe hiệu suất cao và thiết bị di động cao cấp, trong khi Sodium sẽ âm thầm vận hành lưới điện và những phương tiện di chuyển bình dân. Sodium-ion có thể không phải là "vị vua mới", nhưng chắc chắn là một quân cờ không thể thiếu để đảm bảo an ninh năng lượng toàn cầu khi nguồn cung Lithium bắt đầu chạm giới hạn vật lý vào cuối thập kỷ này.