NFPP đấu NFS: Ai sẽ thống trị cuộc đua pin natri-ion polyanion?

Ngành pin natri-ion đang trải qua sự chuyển dịch sâu sắc trong lộ trình công nghệ.

Trong giai đoạn đầu phát triển ngành, công nghệ pin natri-ion oxit phân lớp, dựa trên mật độ năng lượng lý thuyết cao và mục tiêu “thay thế pin lithium”, đã trở thành hướng đi chủ đạo được toàn chuỗi ngành pin natri-ion theo đuổi.

Tuy nhiên, từ năm 2025, tâm lý thị trường đã chuyển biến rõ rệt. Lộ trình công nghệ pin natri-ion polyanion, nhờ các ưu thế vượt trội như cấu trúc ổn định và vòng đời dài, đã giúp pin natri-ion tạo dựng vị thế thị trường độc lập với pin lithium trong nhu cầu lưu trữ năng lượng dài hạn, qua đó vượt lên mạnh mẽ so với công nghệ natri-ion oxit phân lớp. Thị phần công suất lắp đặt mới của pin natri-ion đã vượt 70%, trở thành lựa chọn dẫn đầu tuyệt đối trên thị trường.

Đồng thời, trong hệ polyanion, nhiều lộ trình công nghệ phụ đang hội tụ, bao gồm NFPP (vật liệu composite natri sắt photphat, natri sắt pyrophotphat photphat), NFS (natri sắt sunfat) và NVP (natri vanadi photphat).

Đáng chú ý, NFPP và NFS đã đạt tốc độ thương mại hóa nhanh hơn và đang dẫn dắt sự phát triển của lĩnh vực polyanion, mỗi loại theo một quỹ đạo phát triển riêng biệt.

Hai công nghệ này không phải là các phiên bản kế tiếp trong quá trình lặp lại công nghệ, mà là hai giải pháp độc lập, với khác biệt đáng kể về tính chất vật liệu nội tại, định vị sản phẩm và các kịch bản ứng dụng phù hợp.

Về phía thị trường, các doanh nghiệp vật liệu và pin như Zoolnasm, Inna New Energy, Chilwee và Zoolnasm, cùng các nhà sản xuất thiết bị gốc gồm Yadea, Tailing, Xinri và Hithium, đã triển khai các hoạt động liên quan trong lĩnh vực xe hai bánh và lưu trữ năng lượng. Điều này phản ánh trực tiếp thực tế ngành: các doanh nghiệp hàng đầu không còn áp dụng tư duy “đặt cược công nghệ”, mà lựa chọn lộ trình công nghệ dựa trên nhu cầu kịch bản, cho phép hai lộ trình vật liệu catốt pin natri-ion cùng nguồn gốc bám rễ vào các thị trường tăng trưởng phù hợp hơn với từng loại.

Cùng nguồn gốc, khác lối đi: mỗi công nghệ có điểm mạnh và điểm yếu riêng, kịch bản quyết định sự phân công

NFPP và NFS, đều thuộc hệ polyanion, có cấu trúc khung ổn định và độ an toàn vượt trội, tránh hiệu quả nhược điểm mất ổn định cấu trúc của vật liệu xanh Prussian và oxit phân lớp. Tuy nhiên, hai công nghệ này khác biệt đáng kể về độ hoàn thiện quy trình, điện áp, độ nhạy ẩm, vòng đời và chi phí, dẫn đến các lộ trình thương mại hóa khác nhau.

Theo dữ liệu hiện có, năng lực cạnh tranh cốt lõi của NFPP nằm ở khả năng chịu lỗi cấu trúc mạnh, suy giảm vòng đời chậm, quy trình sản xuất tương đối hoàn thiện và rào cản công nghiệp hóa thấp hơn. Tuy nhiên, nhược điểm cũng rõ ràng không kém: điện áp làm việc và mật độ năng lượng không có lợi thế, khó đáp ứng nhu cầu công suất cao của xe du lịch.

Do đó, công nghệ NFPP hiện chủ yếu nhắm đến các kịch bản lưu trữ năng lượng quy mô lớn với yêu cầu khắt khe về an toàn và tuổi thọ. Kết hợp với độ hoàn thiện quy trình cao hơn, đây cũng trở thành lộ trình công nghệ chủ đạo cho pin natri-ion dùng trong xe hai bánh.

Về phía vật liệu, Zoolnasm và Inna New Energy đang đều đặn thúc đẩy triển khai quy mô lớn NFPP. Zoolnasm là đơn vị đầu tiên hoàn thành dây chuyền sản xuất NFPP quy mô 10 nghìn tấn, cung cấp ổn định cho các doanh nghiệp sản xuất cell pin trong lưu trữ năng lượng và các kịch bản khác. Dây chuyền sản xuất vật liệu NFPP công suất 5.000 tấn/năm của Inna New Energy đang chạy hết công suất, với cơ sở hỗ trợ quy mô 10 nghìn tấn sẵn sàng mở rộng, liên tục giải phóng năng lực để đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng.

Sự hoàn thiện của vật liệu cũng đặt nền tảng cho quá trình lặp sản phẩm ở cấp độ cell pin.

Gần đây, Hithium ra mắt cell pin natri-ion dung lượng siêu lớn 785Ah dựa trên NFPP. Theo dữ liệu hiện có, nhờ khung cấu trúc ba chiều ổn định của vật liệu, sản phẩm này có vòng đời nội tại 20.000 chu kỳ và tuổi thọ thiết kế 30 năm, phù hợp với các kịch bản điều độ hệ thống lưu trữ năng lượng điện 2-8 giờ. Điều này cũng được kỳ vọng sẽ tiếp tục khuếch đại giá trị kịch bản của vòng đời dài mà công nghệ NFPP mang lại.

Pin natri-ion NFPP của Chilwee đã đạt sản xuất hàng loạt và doanh số quy mô lớn, với các sản phẩm liên quan được cung cấp cho các nhà sản xuất OEM như Yadea, Tailing và Xinri, điều này có khả năng tiếp tục thúc đẩy ứng dụng rộng rãi hơn của vật liệu thượng nguồn.

Khác với đặc tính vòng đời dài của NFPP, ưu điểm lớn nhất của công nghệ NFS là điện áp cao, tốc độ xả cao và tiềm năng giảm chi phí đáng kể, khiến nó phù hợp tự nhiên với nhu cầu thị trường trong các kịch bản năng lượng nhẹ và lưu trữ năng lượng kiểu công suất.

Đồng thời, vật liệu NFS không chứa phốt pho. Trong bối cảnh giá nguồn phốt pho tăng cao trong năm nay, điều này mang lại dư địa lớn hơn cho việc giảm chi phí vật liệu.

Zoolnasm là một trong những doanh nghiệp tiêu biểu theo lộ trình NFS. Công ty con Meishan Lina đã hoàn thành dây chuyền sản xuất vật liệu NFS quy mô 10 nghìn tấn, đồng thời đã quy hoạch 30.000 tấn vật liệu cathode và 5GWh công suất PACK pin natri-ion, qua đó kết nối toàn bộ chuỗi từ tổng hợp vật liệu đến tích hợp hệ thống.

Về phía ứng dụng, vào tháng 8 năm nay, Zoolnasm đã đạt được thỏa thuận hợp tác với Anqing Chaoren thuộc Tập đoàn Chilwee. Hai bên sẽ tận dụng công nghệ NFS để triển khai hợp tác sâu rộng tại thị trường xe hai bánh, xe ba bánh và xe tốc độ thấp, thúc đẩy quá trình thâm nhập quy mô lớn của pin natri-ion trong lĩnh vực năng lượng nhẹ.

Sự hợp tác này cũng cho thấy Chilwee không chỉ đặt cược duy nhất vào lộ trình NFPP mà còn đồng thời duy trì sự hiện diện công nghệ NFS, có khả năng bao phủ thị trường năng lượng nhẹ với các yêu cầu hiệu năng khác nhau.

Ngoài ra, Zoolnasm cũng đã đạt được hợp tác với Sichuan Puli Technology. Hai bên sẽ hợp tác trong các kịch bản loại hình công suất như nguồn điện dự phòng cho trạm gốc viễn thông, mở rộng ranh giới ứng dụng của NFS.

Đằng sau những động thái doanh nghiệp này là logic lựa chọn đang được thiết lập trên toàn ngành: không có "pin natri-ion vạn năng" nào vượt trội trong mọi kịch bản, chỉ có giải pháp tốt hơn phù hợp với nhu cầu sử dụng cuối. NFPP, với vòng đời dài và độ hoàn thiện quy trình, đang bén rễ trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng dài hạn (LDES) và năng lượng nhẹ. NFS, với đặc tính điện áp cao và công suất cao, đang chiếm lĩnh thị trường loại hình công suất và được kỳ vọng sẽ nâng cao tiềm năng ứng dụng của pin natri-ion trong các kịch bản tải cao, tốc độ cao cho xe đạp điện và xe máy điện, cho phép mỗi loại phát huy thế mạnh riêng.

Cả hai lộ trình đều đối mặt với nút thắt trong công nghiệp hóa

Mặc dù lợi thế kịch bản đã được xác lập, cả hai lộ trình vẫn phải đối mặt với những rào cản kỹ thuật và sản xuất riêng cần được khắc phục để công nghiệp hóa.

Đối với lộ trình NFPP, hạn chế lớn nhất tập trung ở mật độ năng lượng và độ khó quy trình. Không gian hạn chế để cải thiện mật độ nén vật liệu có thể đặt ra trần tự nhiên cho mật độ năng lượng của pin, khiến việc thâm nhập vào các kịch bản năng lượng cho xe du lịch trở nên khó khăn.

Nếu sử dụng biến tính pha tạp để tối ưu hóa dung lượng vật liệu và phá vỡ ranh giới kịch bản, vẫn cần nỗ lực phát triển quy trình lâu dài.

Trong khi đó, thách thức cốt lõi của lộ trình NFS nằm ở độ ổn định vật liệu và kiểm soát sản xuất hàng loạt. Vật liệu NFS có tính hút ẩm cao, và độ ẩm vi lượng dễ gây ra phản ứng phụ, ảnh hưởng đến hiệu suất chu kỳ của pin và tính nhất quán theo lô. Do đó, các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra đối với tiêu chuẩn điểm sương và độ ẩm của xưởng sản xuất. Đồng thời, nền tảng điện áp cao đặt ra yêu cầu cao hơn đối với chất lượng chất điện phân và màng giao diện, khiến việc kiểm soát hiệu suất sản xuất hàng loạt trở nên khó khăn hơn.

Ngoài ra, bị giới hạn bởi các tính chất hóa học nội tại, pin NFS thông thường thiếu khả năng chu kỳ dài, điều này cũng đòi hỏi sự cải thiện hợp tác trong toàn bộ chuỗi ngành.

Theo dữ liệu hiện có, Zoolnasm đã thông qua tối ưu hóa quy trình và nâng cấp kiến trúc, bù đắp một phần những thiếu sót cố hữu của NFS và đạt được giao hàng quy mô lớn thành công.

Dự kiến trong ngắn hạn và trung hạn, lĩnh vực polyanion sẽ không xuất hiện tình trạng "một lộ trình loại bỏ lộ trình kia", mà thay vào đó sẽ tiến tới mô hình phân công theo kịch bản và cùng tồn tại.

Sự phân công giữa NFPP và NFS có nghĩa là lĩnh vực này đã bước vào giai đoạn mới thích ứng theo nhu cầu. Cốt lõi cạnh tranh trong lĩnh vực không còn là so sánh các thông số đơn lẻ, mà tập trung vào triển khai kịch bản và hiện thực hóa giá trị.

Về lâu dài, việc nâng cao năng lực kỹ thuật toàn chuỗi của các lộ trình công nghệ là đặc biệt quan trọng, bao gồm tính nhất quán của tiền chất, tiêu thụ năng lượng của dây chuyền sản xuất, độ ổn định theo lô và khả năng đồng phát triển với các nhà sản xuất pin hạ nguồn. Hai lộ trình này có khả năng phát huy thế mạnh riêng để cùng nhau củng cố quá trình công nghiệp hóa của lĩnh vực polyanion.