MỸ – Tập đoàn General Motors (GM) đã bắt đầu sử dụng pin xe điện được sản xuất từ khoáng sản tái chế trên một số mẫu xe.

Một chương trình thí điểm thành công được triển khai cùng công ty Cirba Solutions đã giúp tập đoàn General Motors phát triển loại pin xe điện (EV) bền vững hơn. Chương trình này và các động thái khác liên quan đến pin xe điện diễn ra trong bối cảnh thị trường tiếp tục tăng trưởng trên khắp thế giới.

Hai doanh nghiệp đã hợp tác phát triển những pin xe điện đầu tiên của tập đoàn GM sử dụng vật liệu hoạt tính catốt (CAM – cathode active material) (*) chứa niken, coban và mangan hoàn toàn từ nguyên liệu tái chế. Quy trình này tạo ra các khoáng sản tái chế đáp ứng các tiêu chuẩn và có hiệu năng tương đương với vật liệu nguyên sinh.
(*) Cathode active material: là vật liệu ở điện cực dương của pin lithium-ion, trực tiếp tham gia quá trình lưu trữ và giải phóng năng lượng thông qua việc tiếp nhận và nhả ion lithium khi pin xả và sạc.

Ảnh minh họa: Nguồn GM

Quy trình khép kín bao gồm việc công ty Cirba, có trụ sở tại thành phố Charlotte (thuộc bang Bắc Carolina, Mỹ), xử lý 80 bộ pin xe điện đã hết vòng đời sử dụng do tập đoàn GM gửi đến nhà máy của công ty Cirba tại bang Ohio. Các bộ pin được tháo rời tại đây và vật liệu bên trong được xử lý thành khối đen (black mass) (*). Công ty Cirba tiếp tục xử lý khối đen để thu hồi niken, coban và các khoáng sản khác, đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu năng và chất lượng của pin xe điện.
(*) Black mass: là hỗn hợp bột màu đen thu được sau khi pin lithium-ion đã qua sử dụng được tháo, nghiền và phân tách để loại bỏ vỏ cùng các thành phần khác. Hỗn hợp này chứa vật liệu điện cực, gồm graphit và các hợp chất chứa lithium, niken, coban, mangan tùy loại pin. Đây là nguyên liệu trung gian trong quá trình tái chế, được tiếp tục xử lý để thu hồi và tinh chế các thành phần có giá trị dùng cho sản xuất pin mới.

Kết quả, hơn 12 tấn vật liệu hoạt tính catốt mới được tạo ra. Vật liệu này được gửi đến công ty Ultium Cells, một liên doanh giữa tập đoàn GM và LG Energy Solution, để sản xuất các cell pin cho xe điện. Tập đoàn GM sử dụng các cell pin này để chế tạo mô-đun và bộ pin. Những chiếc xe điện đầu tiên sử dụng loại pin này đã xuất xưởng từ nhà máy sản xuất xe điện Factory Zero của tập đoàn GM tại bang Michigan và trung tâm lắp ráp Spring Hill tại bang Tennessee, nơi đang được nâng cấp để mở rộng quy mô sản xuất pin xe điện sử dụng lithium sắt phosphate.

Bà Melissa Flaherty, Giám đốc phụ trách hệ sinh thái pin xe điện bền vững của tập đoàn GM, chia sẻ: “Chương trình thí điểm này cho thấy giá trị của pin xe điện có thể tiếp tục được khai thác lâu dài sau vòng đời sử dụng đầu tiên, đồng thời cho thấy các mối quan hệ hợp tác vững chắc trong toàn bộ hệ sinh thái pin là yếu tố thiết yếu để xây dựng một tương lai có tính tuần hoàn cao hơn và khả năng chống chịu tốt hơn cho công nghệ pin”.

Động thái này cũng có thể giúp giảm giá thành pin xe điện, vốn thường chiếm 30%-40% tổng chi phí của một chiếc xe điện. Tập đoàn GM cho biết các quy trình tái chế, như quy trình mà công ty Cirba sử dụng trong chương trình này, có thể thu hồi đến 95% niken, coban và mangan từ pin đã qua sử dụng, cũng như 80% lithium. Điều này giúp các nhà sản xuất ô tô tiếp cận những khoáng sản cần thiết dễ dàng hơn với chi phí thấp hơn.

Bà Flaherty cho biết: “Nguyên liệu thô là một trong những yếu tố chính trong chi phí của cell pin, vì vậy việc thu hồi và tái sử dụng chúng có thể góp phần giảm chi phí pin theo thời gian, giảm sự phụ thuộc vào vật liệu mới khai thác và tăng cường khả năng chống chịu của chuỗi cung ứng”.

Nhu cầu tăng, nguồn cung tăng
Lãnh đạo của cả hai doanh nghiệp cho biết động thái này sẽ củng cố chuỗi cung ứng trong nước, một mục tiêu được chính phủ liên bang thúc đẩy thông qua một số biện pháp lập pháp gần đây. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (International Energy Agency) ước tính đến năm 2040, gần 14 triệu bộ pin xe điện trên thế giới sẽ hết vòng đời sử dụng, tạo ra một lượng lớn vật liệu không còn sử dụng theo mục đích ban đầu.

Ông David Klanecky, Chủ tịch kiêm Tổng giám đốc điều hành công ty Cirba Solutions, nói rằng: “Tái chế pin là một hợp phần quan trọng, có sự liên kết với nhiều khâu trong chuỗi cung ứng pin, và quá trình này chứng minh rõ giá trị mà việc tái chế pin hết vòng đời sử dụng mang lại trong việc tạo ra nguồn cung khoáng sản thiết yếu theo chu trình khép kín”.

Khi lượng vật liệu đã qua sử dụng được dự báo sẽ tăng, nhu cầu đối với xe điện và các khoáng sản cần thiết để sản xuất chúng cũng sẽ tăng theo. Công ty Mordor Intelligence dự báo thị trường lithium cacbonat toàn cầu sẽ tăng từ 1,41 triệu tấn lithium cacbonat tương đương (LCE) (*) trong năm nay lên 3,93 triệu tấn LCE vào năm 2031, được thúc đẩy bởi sự gia tăng mạnh trong sản xuất catốt lithium sắt photphat (LFP). Trong khi đó, thị trường chất điện phân cho pin toàn cầu được dự báo sẽ tăng từ mức 12,22 tỷ USD hiện nay lên 50,98 tỷ USD vào năm 2034. Theo công ty Maximize Market Research, đơn vị thực hiện nghiên cứu, phần lớn mức tăng này đến từ nhu cầu pin xe điện tăng lên.
(*) Lithium carbonate equivalent (LCE): là đơn vị quy đổi lượng lithium trong các nguyên liệu hoặc hợp chất khác nhau về khối lượng lithium cacbonat (Li₂CO₃) tương đương. Đơn vị này giúp thống nhất việc so sánh trữ lượng, sản lượng và nhu cầu lithium. 1 tấn lithium nguyên tố tương đương khoảng 5,323 tấn LCE.

Tất cả những diễn biến này đang thúc đẩy tập đoàn GM và các nhà sản xuất ô tô khác tìm cách đáp ứng nhu cầu dự kiến:
– Công ty Porsche đang triển khai một chương trình tái chế pin tương tự như công ty Cylib của Đức; hoạt động sản xuất dự kiến sẽ bắt đầu vào năm 2028.
– Tập đoàn Toyota đã khai trương Trung tâm Pin Bắc Mỹ của tập đoàn Toyota tại bang Michigan vào tháng 9/2026. Nhà máy có diện tích 2.787 mét vuông này được xây dựng để trở thành trung tâm đổi mới của tập đoàn trong các lĩnh vực tìm nguồn cung ứng, ứng dụng và tái chế pin.
– Tập đoàn Ford đã tăng cường quan hệ cấp phép và cung ứng với công ty CATL, nhà sản xuất pin xe điện của Trung Quốc.
– Tập đoàn Volkswagen và công ty Gotion High-Tech, nhà sản xuất pin của Trung Quốc, đang xem xét đầu tư gần 4 tỷ USD để xây dựng các nhà máy pin xe điện tại châu Âu và Maroc.
– Công ty Redwood Materials sẽ chuyển đổi pin xe điện đã qua sử dụng của công ty Rivian thành hệ thống lưu trữ năng lượng phục vụ nhà máy của Rivian tại bang Illinois.

Bà Flaherty cho biết những bước tiến này sẽ tác động đến toàn bộ chuỗi giá trị của xe điện.

Bà cho biết: “Chương trình thí điểm này chứng minh một phương thức sử dụng vật liệu thu hồi từ pin trong các cell pin mới, đồng thời hỗ trợ mục tiêu lớn hơn của tập đoàn GM là tìm hiểu các cách giảm dấu chân carbon của vật liệu pin và giảm chi phí cho khách hàng”.

Các mẫu xe của tập đoàn GM sử dụng loại pin tái chế này bao gồm Cadillac Lyriq, Chevrolet Silverado EV Trail Boss và GMC Sierra EV AT4.

Để xem các tin bài khác về “Pin xe điện”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Resource Recycling