Giá bộ pin lithium-ion đã giảm từ hơn 1.000 USD cho mỗi kilowatt giờ năm 2010 xuống khoảng 115 USD/kWh năm 2024, theo khảo sát thường niên của hãng phân tích BloombergNEF, tức rẻ đi khoảng mười lần trong mười bốn năm. Nếu tính xa hơn, một nghiên cứu ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ước tính giá tế bào pin lithium-ion đã giảm khoảng 97% kể từ khi Sony bán ra thương mại năm 1991. Đây là lý do điện thoại, xe máy điện, ô tô điện và kho điện lưới trở nên phổ biến trong cùng một thập kỷ.
Kilowatt giờ là bao nhiêu pin
Trước khi nhìn bảng giá, cần hình dung đơn vị. Một kilowatt giờ (kWh) là lượng điện mà công tơ nhà mình tính là "một số điện". Đổi ra pin:
- Pin điện thoại thường ghi khoảng 4.000–5.000 mAh ở điện áp danh định khoảng 3,85 V. Nhân lại: 5 Ah × 3,85 V ≈ 19 Wh, tức chưa tới 0,02 kWh. Khoảng 50 cục pin điện thoại mới bằng một số điện.
- Pin xe máy điện phổ thông ở Việt Nam thường vào khoảng 1–3 kWh.
- Pin ô tô điện cỡ nhỏ và vừa thường từ khoảng 40 tới 80 kWh.
Nhân dung lượng với giá mỗi kWh là ra phần giá của khối pin. Đó là lý do giá pin quyết định giá ô tô điện nhiều hơn mọi linh kiện khác.
Bảng mốc giá bộ pin
Số liệu làm tròn theo các khảo sát giá bộ pin thường niên của BloombergNEF, quy theo giá đồng đô la gần đây. Đây là giá trung bình cho bộ pin hoàn chỉnh (tế bào cộng vỏ, mạch quản lý, làm mát), tính chung nhiều ứng dụng.
| Năm | Giá bộ pin trung bình (khoảng, USD/kWh) | Ghi chú |
|---|---|---|
| 2010 | trên 1.000 | Ô tô điện hiện đại còn rất hiếm |
| 2013 | khoảng 700–800 | Sản xuất bắt đầu mở rộng |
| 2016 | khoảng 300–400 | Các nhà máy pin cỡ lớn đi vào hoạt động |
| 2020 | khoảng 140–160 | Xe điện bán theo triệu chiếc mỗi năm |
| 2022 | khoảng 150–160 | Lần đầu tăng giá sau hơn một thập kỷ, do giá lithium tăng vọt |
| 2023 | khoảng 139 | Giá nguyên liệu hạ nhiệt |
| 2024 | khoảng 115 | Giảm khoảng 20% so với năm trước |
Tự tính: cùng một chiếc xe, khác năm
Lấy một bộ pin ô tô 60 kWh. Chỉ tính phần pin theo giá trung bình trong bảng:
- Năm 2010: 60 × 1.100 ≈ 66.000 USD, đắt hơn cả một chiếc ô tô xăng bình thường.
- Năm 2024: 60 × 115 ≈ 6.900 USD.
Cùng phép tính cho pin điện thoại 19 Wh ở mức 115 USD/kWh: 0,019 × 115 ≈ 2,2 USD. Phần tế bào pin trong một chiếc điện thoại chỉ đáng giá vài đô la; phần lớn giá thay pin ở cửa hàng là vỏ, mạch bảo vệ, nhân công và lợi nhuận.
Lưu ý: đây là phép tính để thấy bậc độ lớn, không phải giá bán lẻ, càng không phải dự báo giá xe.
Vì sao pin lithium rẻ đi
Học hỏi qua sản lượng
Giống pin mặt trời, pin lithium đi theo đường cong kinh nghiệm: tổng sản lượng cộng dồn càng lớn, giá càng thấp. Nhiều nghiên cứu ước tính mỗi lần sản lượng tích luỹ gấp đôi, giá giảm khoảng 18–20% tuỳ giai đoạn và cách tính. Nhịp này chậm hơn pin mặt trời một chút nhưng đều đặn.
Thử tính: nếu mỗi lần gấp đôi giảm 18%, giá còn 0,82 lần. Muốn giá giảm mười lần, cần bao nhiêu lần gấp đôi? 0,82 mũ 11 ≈ 0,11, tức khoảng mười một lần gấp đôi, nghĩa là tổng sản lượng tích luỹ phải tăng khoảng 2.000 lần. Con số nghe lớn, nhưng thị trường pin trong thập niên 2010 đúng là đã phình ra như vậy: từ chủ yếu pin cho điện thoại, máy tính xách tay sang hàng trăm gigawatt giờ mỗi năm cho xe điện.
Năng lượng nhồi được mỗi kilogram tăng
Tế bào lithium-ion thương mại đầu thập niên 1990 chứa khoảng 80–90 Wh mỗi kilogram. Tế bào tốt hiện nay vào khoảng 250–300 Wh/kg. Gấp ba về mật độ năng lượng nghĩa là cùng một lượng vật liệu, vỏ, dây chuyền cho ra gấp ba số kWh. Giá mỗi kWh tự nhiên giảm theo.
Đổi hoá học
Có nhiều loại pin lithium-ion, khác nhau ở vật liệu cực dương:
| Loại | Vật liệu chính | Điểm mạnh | Điểm yếu |
|---|---|---|---|
| LCO | lithium coban oxit | Mật độ cao, dùng nhiều trong điện thoại | Coban đắt, kém bền nhiệt |
| NMC | niken, mangan, coban | Mật độ cao, phổ biến trong ô tô | Phụ thuộc niken, coban |
| LFP | lithium sắt phosphat | Rẻ, bền, ít nguy cơ cháy, không cần coban | Nặng hơn cho cùng dung lượng |
Loại LFP, do nhóm của John Goodenough công bố cuối thập niên 1990, từng bị coi là "pin hạng hai" vì nặng. Khi giá coban và niken biến động, cộng với cải tiến cách xếp tế bào, LFP chiếm lại thị phần lớn trong xe điện và gần như toàn bộ kho điện lưới. Đổi hoá học là một bước nhảy sang đường cong khác, giống chuyện máy giải trình tự gen đổi nguyên lý.
Bước nhảy kế tiếp đang được thử là pin natri-ion: thay lithium bằng natri, nguyên tố có sẵn trong muối ăn, rẻ và dồi dào hơn rất nhiều. Pin natri nặng hơn và chứa ít năng lượng hơn pin lithium cùng cỡ, nhưng chịu lạnh tốt và không phụ thuộc mỏ lithium. Từ đầu thập niên 2020, một số hãng pin lớn ở Trung Quốc đã công bố và bắt đầu đưa pin natri vào xe cỡ nhỏ và kho điện. Nó đang ở đoạn đầu dốc của đường cong riêng, giống pin lithium đầu thập niên 1990.
Đường cong không trơn: năm 2022
Năm 2022 là bài học đáng nhớ. Nhu cầu xe điện tăng vọt, mỏ lithium không mở kịp, giá lithium carbonate trên thị trường Trung Quốc tăng gấp nhiều lần chỉ trong khoảng một năm. Giá bộ pin trung bình, sau hơn mười năm giảm liên tục, lần đầu tăng lên. Đến 2023–2024 giá lithium lao xuống mạnh, giá pin lại giảm nhanh hơn xu hướng.
Điều này cho thấy đường cong kinh nghiệm mô tả phần chi phí chế tạo, còn phần nguyên liệu thô thì đi theo cung cầu của mỏ. Khi nguyên liệu chiếm phần lớn giá thành tế bào, giá pin dao động theo giá kim loại nhiều hơn theo tài năng kỹ sư.
Giải Nobel và ba người đặt nền
Năm 2019, giải Nobel Hoá học được trao cho ba nhà khoa học đặt nền cho pin lithium-ion:
- M. Stanley Whittingham: thập niên 1970 làm pin lithium sạc lại đầu tiên với cực dương titan disulfide, nhưng lithium kim loại dễ gây cháy.
- John B. Goodenough: năm 1980 chỉ ra coban oxit cho điện áp cao gần gấp đôi. Ông nhận giải ở tuổi 97, người cao tuổi nhất từng đoạt Nobel.
- Akira Yoshino: năm 1985 thay lithium kim loại bằng vật liệu carbon ở cực âm, tạo ra pin an toàn có thể thương mại hoá. Sony bán ra năm 1991.
Góc nhìn hôm nay
Giá pin rẻ dần làm thay đổi những thứ rất gần: xe máy điện chạy đầy phố, đèn năng lượng mặt trời có pin lưu cho đường quê, quạt tích điện dùng lúc cúp điện. Mặt trái là lượng pin hết hạn tăng theo. Pin lithium hỏng không được vứt chung rác sinh hoạt, vì có thể cháy trong xe rác hoặc bãi rác; nên đem tới điểm thu gom pin cũ ở siêu thị điện máy hoặc chương trình thu hồi của nhà sản xuất.
Hai mẹo đọc thông số tự kiểm được ngay: đổi mAh sang Wh bằng cách nhân với điện áp (thường 3,6–3,85 V cho một tế bào), và so Wh chứ đừng so mAh giữa các thiết bị khác điện áp. Ai muốn theo dõi đường cong giá có thể tìm bản tóm tắt công khai của khảo sát giá pin BloombergNEF, thường ra vào tháng 12 hằng năm.
Câu hỏi thường gặp
Giá pin lithium-ion hiện nay bao nhiêu một kWh?
Theo khảo sát của BloombergNEF, giá bộ pin lithium-ion trung bình năm 2024 khoảng 115 USD mỗi kWh, giảm khoảng 20% so với năm 2023. Giá thực tế khác nhau nhiều theo loại pin, ứng dụng và thị trường.
Vì sao pin lithium rẻ đi nhanh như vậy?
Nhờ ba thứ cộng lại: sản lượng tăng theo đường cong kinh nghiệm, mật độ năng lượng mỗi kilogram tăng khoảng gấp ba từ thập niên 1990, và chuyển sang các loại hoá học rẻ hơn như LFP không cần coban.
Pin LFP khác pin NMC thế nào?
LFP dùng lithium sắt phosphat: rẻ, bền, ít nguy cơ cháy nhưng nặng hơn cho cùng dung lượng. NMC dùng niken, mangan, coban: nhẹ hơn, mật độ cao hơn nhưng phụ thuộc kim loại đắt. Cả hai đều là pin lithium-ion.
Năm 2022 vì sao giá pin tăng?
Vì giá lithium và các kim loại pin tăng vọt khi nhu cầu xe điện vượt khả năng mở mỏ. Đó là lần đầu giá bộ pin trung bình tăng sau hơn mười năm giảm liên tục, rồi lại giảm mạnh khi giá nguyên liệu hạ.
Ai phát minh ra pin lithium-ion?
Ba nhà khoa học M. Stanley Whittingham, John B. Goodenough và Akira Yoshino cùng nhận giải Nobel Hoá học 2019 cho việc phát triển pin lithium-ion. Sony là hãng đầu tiên bán pin này ra thị trường, năm 1991.
