Theo Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc (UNDP), lượng pin lithium-ion hết hạn cần xử lý có thể tăng từ 900.000 tấn trong năm 2025 lên tới 20,5 triệu tấn vào năm 2040. Trung Quốc – quốc gia dẫn đầu về xe điện – hiện đã xử lý khoảng 2,8 triệu tấn pin thải mỗi năm.

Thông thường, pin xe điện được coi là “hết vòng đời” khi dung lượng giảm dưới 80%, sau khoảng 8–10 năm sử dụng. Với chi phí pin chiếm tới 40% giá trị xe, bài toán tái sử dụng pin trở nên cấp thiết.

Để giải bài toán này, nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Yue Gao tại Đại học Phục Đán đã nhờ đến AI để tìm ra một phân tử có khả năng đưa ion lithium trở lại các pin đã suy kiệt. Dựa trên các nguyên tắc hóa học và cơ sở dữ liệu điện hóa, mô hình AI đã đề xuất ba ứng viên. Một trong số đó – hợp chất lithium trifluoromethanesulfinate (LiSO₂CF₃) – được xác định là tối ưu về hiệu quả và chi phí.

Các nhà nghiên cứu đã hòa hợp chất này vào dung dịch điện phân của pin, giúp tái kích hoạt hoạt động giữa các cực. Kết quả, dung lượng của các pin lithium iron phosphate (LFP) – vốn thường dùng trong xe điện – được phục hồi gần như mới. Thậm chí sau gần 12.000 chu kỳ sạc-xả, pin vẫn đạt tới 96% dung lượng ban đầu – gấp 6 lần tuổi thọ thông thường. Phương pháp này cũng được chứng minh hiệu quả trên các loại pin NMC (nickel, mangan, cobalt).

Hiện nhóm nghiên cứu đang hợp tác với hãng vật liệu pin Zhejiang Yongtai để thương mại hóa công nghệ, hướng tới việc xây dựng các “trạm tăng lực” – nơi người dùng có thể mang pin cũ đến tái sinh.

Dù triển vọng rất hứa hẹn, các chuyên gia cho rằng vẫn còn nhiều thách thức. Theo giáo sư Chenguang Liu từ Đại học Giao thông Tây An – Liverpool, cần đảm bảo phương pháp tương thích với nhiều loại pin và đạt tiêu chuẩn an toàn. Hơn nữa, xe điện thường dùng hệ thống gồm hàng trăm viên pin, không chỉ một, nên việc áp dụng đại trà sẽ phức tạp hơn nhiều so với thử nghiệm hiện tại.

Ông Hans Eric Melin – Giám đốc công ty tư vấn Circular Energy Storage tại Anh – đánh giá đây là một trong những giải pháp “tái chế trực tiếp” hứa hẹn nhất tại Trung Quốc, nhưng nhấn mạnh rằng các bộ pin sẽ cần được thiết kế lại để có thể tiếp nhận dung dịch “phục hồi”. Ông đặt câu hỏi: “Liệu lợi ích có đủ lớn để bù đắp cho thay đổi trong thiết kế, vốn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của pin?”

Dù vậy, khám phá này là một bước tiến quan trọng trong nỗ lực kéo dài tuổi thọ và tái sử dụng pin – yếu tố then chốt để phát triển bền vững ngành xe điện toàn cầu.