Trong cơ thể con người, trái tim đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp lực cần thiết để lưu thông máu đến tất cả các mô trong cơ thể. Đối với các thiết bị công nghệ, pin cũng đóng vai trò tương tự trong việc duy trì hoạt động của những thiết bị này. Kể từ khi được tạo ra đến nay, pin đã trở thành nguồn năng lượng thông dụng trong công nghiệp cũng như gia dụng. Dưới sự phát triển của KH&CN hiện đại, hàng loạt thiết bị điện tử sử dụng pin như máy tính xách tay, điện thoại di động,… đã ra đời. Và hiện nay, là cả các phương tiện vận chuyển.  Đặt trong thời kỳ kỉ nguyên số, năng lượng lưu trữ nói chung và pin nói riêng chính là yếu tố then chốt – là điểm nghẽn và cũng là động lực đổi mới của công nghệ hiện đại.
Khái niệm & Lịch sử phát triển của pin
Ngày nay, chúng ta đều sử dụng từ “Pin” để gọi là một thiết bị lưu trữ điện và thường được ứng dụng trong các thiết bị điện tử, viễn thông có tính di động như laptop, điện thoại, máy tính bảng,… Thế nhưng, thuật ngữ này đã xuất hiện từ những năm 1749, bởi Benjamin Franklin, nhà bác học và là cha đẻ của nền khoa học Hoa Kỳ, lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ " pin" để mô tả một bộ tụ điện được kết nối với nhau mà ông dùng cho các thí nghiệm về điện. Các tụ điện này là những tấm kính được phủ kim loại trên mỗi bề mặt. Các tụ điện này được nạp điện bằng một máy phát tĩnh điện và xả điện bằng cách chạm kim loại vào  điện cực của chúng . Việc nối chúng lại với nhau trong một " pin " tạo ra sự xả điện mạnh hơn. 
Ban đầu, thuật ngữ này có nghĩa chung là "một nhóm gồm hai hoặc nhiều vật thể tương tự hoạt động cùng nhau", như trong khẩu đội pháo binh , nhưng sau đó được dùng cho các cột volta và các thiết bị tương tự, trong đó nhiều pin điện hóa được kết nối với nhau theo cách của tụ điện Franklin. 
Về lịch sử hình thành và phát triển của pin, thời điểm mà viên pin đầu tiên ra đời còn gây ra nhiều tranh cãi: trong khi xây dựng một tuyến đường sắt vào năm 1936 gần Baghdad, các công nhân đã phát hiện ra thứ dường như là một cục pin thời tiền sử. Vật thể này có từ thời đế chế Parthia và được cho là đã 2.000 năm tuổi. Pin bao gồm một bình đất sét chứa đầy dung dịch giấm, trong đó một thanh sắt được bao quanh bởi một hình trụ bằng đồng cắm vào. Thiết bị này tạo ra dòng điện từ 1,1-2,0 Volt. Cho dù công cụ này, được gọi là “Pin Parthian” (theo thời kỳ lịch sử phát triển) hay “Pin Baghdad” (theo tên nơi phát hiện ra), có thể tạo ra điện, không phải tất cả các nhà khoa học đều chấp nhận đây là một nguồn năng lượng. Theo họ, thiết bị này cũng có thể đã được dùng để mạ vàng hoặc kim loại quý lên bề mặt nào đó.
Theo dòng thời gian, cùng với sự phát triển của nhân loại, công nghệ sản xuất pin cũng có nhiều biến chuyển đáng chú ý, trong đó mỗi loại pin đều gắn với cột mốc quan trọng.
Năm 1800, viên pin hiện đại đầu tiên được tạo ra bởi một nhà vật lý người Ý tên là Alessandro Volta. Thiết bị này ngày nay được gọi là pin volta. Nghiên cứu của ông được lấy cảm hứng từ người bạn Luigi Galvani -  một nhà vật lý đã phát hiện ra thuật ngữ “điện động vật” , cho thấy chân ếch sẽ co giật khi hai kim loại khác nhau (như đồng và kẽm) được liên kết và chạm vào nhau, đã trở thành nguồn cảm hứng cho khám phá của Volta. Theo Galvani, điều này là do "điện động vật" có trong ếch. Volta không đồng tình, giải thích sự co giật là kết quả của dòng điện di chuyển giữa hai kim loại. Volta đã bắt tay vào việc chứng minh ý tưởng của mình bằng cách phát triển một cỗ máy có thể tạo ra dòng điện liên tục. Ông đã chế tạo một chất điện phân từ vải hoặc bìa cứng ngâm nước muối, đặt giữa các lớp kẽm và đồng. Dòng điện chạy qua một sợi dây được nối từ trên xuống dưới của chồng vật liệu vì hai vật liệu này có độ âm điện khác nhau, đòi hỏi các electron phải di chuyển từ kẽm sang đồng, tạo ra dòng điện. Pin volta, một phát minh đột phá, đóng vai trò là nguồn điện đáng tin cậy đầu tiên và được coi là tiền thân của pin hiện đại. 
 Năm 1836, John F. Daniell, một nhà hóa học người Anh, đã phát triển được một loại pin mang tên ông, có thể tạo ra dòng điện ổn định hơn so với các loại pin điện trước đó. Sự sắp xếp này cung cấp điện áp ổn định và không đổi hơn so với pin volta. Pin Daniell đánh dấu một bước phát triển đáng kể trong công nghệ pin và được ứng dụng rộng rãi để cung cấp năng lượng cho các mạng lưới điện báo và điện thoại thời kỳ đầu. Đây là một trong những ví dụ đầu tiên về việc ứng dụng kỹ thuật thông minh để đáp ứng và khắc phục những hạn chế của công nghệ hiện có. Những nỗ lực chung của Volta và Daniel đã đặt nền móng cho sự ra đời của pin hiện đại. Thời gian sau đó, các nhà khoa học tiếp tục cải thiện pin Daniell như “Bird cell”, Porous pot cell, Gravity cell,... 
Tuy nhiên đến thời điểm này, tất cả các loại pin hiện có sẽ bị cạn kiệt vĩnh viễn khi tất cả các phản ứng hóa học của chúng đã được sử dụng hết. Vào năm 1859,  Gaston Planté  đã phát minh ra pin chì-axit, loại pin đầu tiên có thể được sạc lại bằng cách cho dòng điện ngược chạy qua nó. Một ngăn chứa axit chì bao gồm một cực dương chì và một cực âm chì dioxit  ngâm trong axit sunfuric. Cả hai điện cực đều phản ứng với axit để tạo ra chì sunfat, nhưng phản ứng tại cực dương chì giải phóng các electron trong khi phản ứng tại chì dioxit tiêu thụ chúng, do đó tạo ra dòng điện. Những phản ứng hóa học này có thể được đảo ngược bằng cách cho dòng điện ngược chạy qua pin, do đó sạc lại pin. Đây là tiền đề quan trọng cho việc phát triển công nghệ pin sau này.
 Bên cạnh công nghệ pin chì axit, các nhà khoa học còn tạo ra pin kẽm-carbon – công nghệ pin khô đầu tiên của thế giới. So với các loại pin trước đó thường chứa dung dịch lỏng, cũng như khối lượng khá cồng kềnh, năm 1886, Carl Gassner đã nhận được bằng sáng chế của Đức trên một biến thể của pin Leclanché, sở dĩ chúng được gọi là pin khô vì nó không có chất điện phân lỏng tự do. Khác với các loại pin dạng lỏng trước đây, pin khô của Gassner rắn chắc hơn, không cần bảo trì, không bị tràn và có thể sử dụng theo bất kỳ hướng nào. Nó cung cấp điện thế 1,5 vôn. Mẫu pin khô đầu tiên được sản xuất hàng loạt là pin khô Columbia , được Công ty Carbon Quốc gia đưa ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1896.Đây là loại pin tiện lợi đầu tiên dành cho đại chúng, giúp các thiết bị điện cầm tay trở nên thiết thực, và trực tiếp dẫn đến việc phát minh ra đèn pin sau này. Ngày nay pin kẽm carbon được sử dụng rộng rãi bởi mức giá rẻ và khả năng sử dụng linh hoạt, các viên pin 2A, 3A hay pin con thỏ được sử dụng trong điều khiển, TV đều sử dụng loại pin này.
Bước sang thế kỷ 20, thế giới tiếp tục phát triển pin chì axit. Nó đã trở thành loại ắc quy sạc đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp. Ắc quy axit chì tạo ra dòng điện lớn một cách nhanh chóng bằng cách sử dụng chì dioxit làm cực dương, chì xốp làm cực âm và axit sunfuric làm chất điện phân. Ắc quy này đã trở thành loại ắc quy được lựa chọn cho động cơ khởi động ô tô nhờ khả năng cung cấp dòng điện xung lớn và quy trình sản xuất tiết kiệm. Ắc quy axit chì tiếp tục phát triển trong thế kỷ 20 với những cải tiến như ắc quy axit chì kín, không cần bảo trì và có thể sử dụng ở mọi hướng.
Bên cạnh đó, một số loại pin mới cũng ra đời và phát triển. 
Năm 1899, kỹ sư Thuỵ Điển Waldemar Jungner chế tạo pin niken-cadmium đầu tiên. Nhận thấy tiềm năng sinh lời trong thị trường pin axit chì vốn đã cạnh tranh khốc liệt, Thomas Edison đã miệt mài nghiên cứu phát triển một loại pin kiềm mà ông có thể xin cấp bằng sáng chế vào những năm 1890. Edison nghĩ rằng nếu ông sản xuất được loại pin nhẹ và bền, xe điện chạy bằng pin sẽ trở thành tiêu chuẩn, và công ty của ông là nhà cung cấp pin chính. Sau nhiều thử nghiệm, và có lẽ đã vay mượn thiết kế của Jungner, ông đã được cấp bằng sáng chế cho một loại pin niken-sắt vào năm 1901. Từ năm 1972 đến năm 1975, công nghệ này được sản xuất dưới thương hiệu “Exide”. So với pin chì lúc đó, pin niken sắt cho dòng xả cao hơn và độ bền tốt hơn, trở thành pin sạc chủ lực cho các thiết bị chuyên dụng như máy thu phát hai chiều, thiết bị y tế khẩn cấp, máy quay chuyên nghiệp, máy khoan điện…. 
Tuy nhiên, cadimi trong pin niken-cadmium rất độc hại và khó xử lý, gây ô nhiễm môi trường, nên đến cuối thế kỷ 20 người ta dần chuyển sang pin niken-kim loại an toàn hơn, có tuổi thọ dài hơn pin niken-cadmium và ít gây hại cho môi trường hơn.
Ngoài ra, Cho đến cuối những năm 1950,  pin kẽm-carbon vẫn là loại pin chính phổ biến, nhưng tuổi thọ pin tương đối thấp đã cản trở doanh số bán hàng. Năm 1955, một kỹ sư tên là  Lewis Urry , làm việc cho Union Carbide tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu Parma của Công ty Carbon Quốc gia, được giao nhiệm vụ tìm cách kéo dài tuổi thọ của pin kẽm-carbon, nhưng thay vào đó, Urry quyết định rằng pin kiềm có nhiều triển vọng hơn. Cho đến lúc đó, pin kiềm có tuổi thọ cao hơn là không khả thi. Pin của Urry bao gồm một catốt mangan dioxit và một  anot kẽm dạng bột với  chất điện phân kiềm. Sử dụng kẽm dạng bột giúp anot có diện tích bề mặt lớn hơn. Những loại pin này được đưa ra thị trường vào năm 1959. Đây là loại pin phổ biến được sử dụng trong các thiết bị quen thuộc như đèn pin, điều khiển Tv, đồ chơi (xe điều khiển, búp bê,..). Với ưu điểm của pin kiềm là thời gian lưu trữ lâu (thường 5–10 năm), hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp, và ít bị rò rỉ hơn so với pin kẽm–carbon. Vì vậy, đây vẫn là lựa chọn phổ biến cho các thiết bị cần nguồn điện tin cậy nhưng không sạc lại thường xuyên.
Trải qua quá trình nghiên cứu, vào cuối thế kỷ 20, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tạo ra một loại pin mới được gọi là Pin lithium-ion, và Sony công ty đã thương mại hóa nó vào năm 1991, mở ra kỷ nguyên mới cho thiết bị điện tử di động. So với các loại pin trước đó, pin Li-ion có mật độ năng lượng cao, trọng lượng nhẹ và khả năng sạc lại hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần. Điều này giúp chúng nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn cho điện thoại di động, laptop, máy ảnh kỹ thuật số, và sau này là xe điện. Trước khi thành công, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu vật liệu điện cực an toàn và bền hơn, trong đó công trình của John B. Goodenough, Akira Yoshino và M. Stanley Whittingham được coi là nền tảng — và họ đã được trao giải Nobel Hóa học năm 2019 cho phát minh này. 
Từ đó đến nay, pin Li-ion không ngừng cải tiến về dung lượng, tuổi thọ và độ an toàn, đóng vai trò trụ cột trong xu hướng năng lượng tái tạo và thiết bị điện di động. Có thể nói, Pin lithium-ion đã thay đổi sâu sắc cách con người sử dụng và lưu trữ năng lượng trong đời sống hiện đại. Chúng giúp điện thoại thông minh trở nên mỏng nhẹ nhưng vẫn hoạt động cả ngày, cho phép laptop và máy ảnh kỹ thuật số vận hành nhiều giờ liên tục, và đặc biệt là thúc đẩy cuộc cách mạng xe điện sắp tới. Ngoài ra, pin Li-ion còn là nền tảng của hệ thống lưu trữ năng lượng cho điện mặt trời và điện gió, giúp khai thác tối đa nguồn năng lượng tái tạo vốn phụ thuộc vào thời tiết sau này. Ứng dụng của pin li-ion rất đa dạng, điển hình như những chiếc điện thoại, laptop hay tai nghe không dây ngày nay đều đang sử dụng công nghệ pin này.
Pin – điểm nghẽn công nghệ của thế kỷ 21
Trong thời đại hiện nay, pin đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người, là trái tim của mọi thiết bị công nghệ mà con người đang sử dụng. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), hiện nay ngành năng lượng chiếm hơn 90% tổng nhu cầu pin toàn cầu. Năm 2023, việc lắp đặt pin trong ngành này đã tăng hơn 130% so với năm trước, đạt tổng công suất lên tới 42 gigawatt (GW) cho các hệ thống điện trên toàn thế giới. Vai trò của pin không chỉ nằm ở việc cung cấp năng lượng, mà còn ở khả năng giúp công nghệ trở nên di động, linh hoạt và khả dụng mọi lúc mọi nơi. Chính vì thế, dung lượng, độ bền và tốc độ sạc của pin đang là yếu tố quyết định trải nghiệm người dùng cũng như sự bứt phá của nhiều ngành công nghiệp.
Tuy nhiên, trong khi các lĩnh vực như vi xử lý, mạng viễn thông hay trí tuệ nhân tạo liên tục lập nên những kỷ lục mới, công nghệ pin lại phát triển chậm hơn nhiều. Dù thế giới đã chứng kiến những bước tiến từ pin kẽm–carbon, pin kiềm đến pin lithium-ion, nhưng các giới hạn về dung lượng, tốc độ sạc, tuổi thọ và tính an toàn vẫn chưa được giải quyết triệt để. Điều này khiến pin trở thành “nút thắt cổ chai” kìm hãm tốc độ bùng nổ của nhiều công nghệ mới, một trong những ví dụ gần gũi nhất là những chiếc smartphone. 
Trước sự bão hòa về công nghệ, các ông lớn như Apple, Samsung luôn tìm cách nghiên cứu, đổi mới, cải tiến sản phẩm của mình, một trong số đó là việc làm cho smartphone trở nên mỏng nhẹ hơn. Thế nhưng để làm điện thoại mỏng nhẹ sẽ phải hy sinh đi thời lượng pin, đó là lý do mà những chiếc điện thoại cao cấp từ iphone 14 promax đến nay có xu hướng to và nặng hơn, trong khi những chiếc điện thoại mỏng nhẹ như dòng galaxy fold mới ra mắt của Samsung, để có được thiết kế mỏng nhẹ, hãng đã phải đánh đổi dung lượng pin cho chiếc Fold7 chỉ còn 4400Mah, khi sử dụng thực tế ước tính khoảng 6-7 tiếng, kém hơn so với các điện thoại dạng thanh khác như Iphone 16 Promax hay Samsung S25 Ultra. So về thông số pin phần cứng cũng tương đối khiêm tốn so với các điện thoại gập khác như Oppo find N5 (5600Mah) hay Honor Magic V3 (5150 MAh). Ngoài ra, sự nghẽn cổ chai của pin còn ảnh hưởng đến thị trường là xe điện và năng lượng tái tạo – những lĩnh vực phụ thuộc rất lớn vào khả năng lưu trữ điện hiệu quả. 
Đặt trong bối cảnh năng lượng xanh trở thành yếu tố then chốt cho sự phát triển lâu dài của nhân loại, vai trò của pin ngày càng quan trọng hơn bao giờ hết. 
Một trong những lý do lớn nhất là bản chất của pin gắn liền với giới hạn vật lý và hóa học. Để tăng dung lượng, nhà sản xuất không thể chỉ “nén” thêm electron vào viên pin mà phải tìm ra vật liệu mới có khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn mà vẫn ổn định, không dễ cháy nổ. Quá trình nghiên cứu này đòi hỏi hàng chục năm thử nghiệm, từ phòng thí nghiệm đến sản xuất hàng loạt, kèm theo các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt. Ngoài ra, pin còn là bài toán cân bằng khó nhằn giữa bốn yếu tố: dung lượng, tốc độ sạc, độ bền và giá thành. Cải thiện một yếu tố thường khiến yếu tố khác bị ảnh hưởng — chẳng hạn, tăng mật độ năng lượng có thể khiến pin nóng nhanh hơn và giảm tuổi thọ. Trong khi đó, những công nghệ như vi xử lý hay phần mềm lại có thể phát triển nhanh nhờ cải tiến mô hình, thuật toán hoặc thu nhỏ transistor, vốn dễ nhân rộng và thương mại hóa hơn. Các nguồn năng lượng như năng lượng mặt trời, gió hay thủy triều đều là nguồn tái tạo, nhưng chúng phụ thuộc vào thời tiết và chu kỳ tự nhiên; chỉ có pin đủ tiên tiến mới có thể lưu trữ và phân phối ổn định nguồn điện này. Thế nhưng, công nghệ pin hiện tại vẫn chưa theo kịp tốc độ phát triển của các công nghệ sản xuất năng lượng xanh, tạo ra một điểm nghẽn lớn trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Theo các chuyên gia, những yêu cầu ngày càng cao của thị trường về chất lượng pin như thời gian sạc, tuổi thọ pin, khả năng lưu trữ năng lượng và giá thành đang là những thử thách mà ngành công nghiệp pin cần phải vượt qua.
Bên cạnh đó, công nghệ xử lý và tái chế pin hiện nay cũng gặp nhiều hạn chế.
 Ở nhiều quốc gia, việc quản lý rác thải pin lithium nói riêng và các loại pin nói chung vẫn chưa được thực hiện đồng bộ. Một số pin đã qua sử dụng được thu gom và tái chế, nhưng phần lớn bị vứt bỏ cùng với rác thải sinh hoạt. Điều này dẫn đến mất cơ hội tái sử dụng nguyên liệu quý và gia tăng rủi ro ô nhiễm. Ví dụ như pin lithium-ion chứa nhiều thành phần hóa học như lithium, coban, niockel, mangan và chất điện giải, nếu không được xử lý an toàn các kim loại nặng và hóa chất trong pin có thể ngấm vào đất và nước ngầm, gây ô nhiễm nghiêm trọng tới môi trường. Tại Việt Nam, ý thức về việc thu gom và xử lý pin lưu trữ lithium đã được nâng cao, nhưng hạ tầng và công nghệ xử lý vẫn còn hạn chế. Các chương trình thu gom pin đã qua sử dụng tại các siêu thị, trường học hay tổ chức xã hội chỉ là bước khởi đầu, trong khi nhu cầu về quy trình tái chế hiện đại và hiệu quả là rất cấp thiết. Trong khi đó, những nghiên cứu của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho thấy đến năm 2035, sẽ có hơn 11 triệu tấn pin lithium-ion bị loại bỏ, tăng gấp 10 lần so với số liệu hiện nay. Điều này cho thấy, các quốc gia cần tìm ra các phương pháp tái chế pin bền vững nhằm giảm thiểu tác động bất lợi của pin khi thải ra môi trường.
Xét về công nghệ tái chế, về mặt kỹ thuật, việc thiếu chuẩn hóa trong hóa học và quy trình sản xuất pin đã gây ra nhiều khó khăn. Để có cái nhìn rõ ràng về thành phần của các loại pin đang lưu hành, các nhà máy tái chế đã xây dựng các cơ sở dữ liệu mở rộng. Tuy nhiên, những thay đổi không thể đảo ngược về hóa học và cấu trúc cùng với sự thay đổi của các nhà cung cấp nguyên liệu thô trong suốt vòng đời của pin lại tạo ra sự khác biệt về thành phần, khiến việc xác định chính xác một số mẫu pin trở nên phức tạp.
Hơn nữa, quá trình thu hồi, phục hồi và tái chế pin hoàn toàn phụ thuộc vào chất lượng. Ví dụ, lithium phải đạt độ tinh khiết 100% mới có thể tái sử dụng được. Một thách thức khác là nếu pin được trả lại với tình trạng kém hoặc từ một xe bị hư hỏng, các thành phần then chốt có thể đã xuống cấp và khiến pin không thể tái chế. Việc xác định những hư hỏng này đôi khi không dễ nhận biết, đòi hỏi các quy trình kiểm tra và ra quyết định tốn thời gian
Với công nghệ hiện tại, việc trộn lẫn các loại pin khác nhau chưa khả thi, do đó các nhà máy tái chế phải đảm bảo có đủ số lượng pin cùng loại trước khi bắt đầu quy trình. Một khi đã mở pin ra, quá trình tháo rời trở nên vô cùng phức tạp và chủ yếu dựa vào lao động thủ công. Trong quá trình kỹ thuật đảo ngược - tháo rời và phân tích sản phẩm hoàn thiện, các linh kiện điện tử và hóa chất phải được tách riêng, một công việc không chỉ tốn công sức mà còn nguy hiểm, có thể gây ra các cú sốc điện nghiêm trọng.
Có thể thấy, công nghệ xử lý và tái chế pin hiện nay cũng gặp nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất và sử dụng của con người, đồng thời đặt ra nhiều thách thức trong vấn đề môi trường và sức khỏe.
Giải pháp trong hiện tại & tương lai: Pin Silicon Carbon, Pin Sodium-ion,... (giới thiệu, giải thích)
Trong bối cảnh hiện nay, một số công nghệ sản xuất pin đã tồn tại hàng thế kỷ, hiện cũng đang được nghiên cứu ứng dụng theo các phương thức mới; ngoài ra, nhiều công nghệ mới nhằm tạo ra các thế hệ pin mới hơn, hướng đến các đối tượng sử dụng có tính di động, xa hơn là giải quyết câu chuyện năng lượng tích trữ, điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với chiến lược phát triển của mỗi quốc gia.
Để phá vỡ nút thắt công nghệ, các hãng nghiên cứu và tập đoàn lớn đang chạy đua phát triển những thế hệ pin mới với mật độ năng lượng cao hơn, sạc nhanh hơn và thân thiện môi trường hơn. Một trong những hướng hứa hẹn là pin silicon-carbon – thay thế cực âm than chì truyền thống bằng silicon (hoặc hợp chất silicon-carbon). Silicon có khả năng chứa lượng lithium gấp 10 lần than chì, giúp tăng dung lượng pin lên 20–40% mà không làm tăng đáng kể kích thước. Tesla đã bắt đầu áp dụng công nghệ này trên một số dòng Model S và Model X mới, hứa hẹn giảm thời gian sạc xuống còn vài phút thay vì hàng chục phút. Điểm đáng chú ý là các hãng smartphone Trung Quốc đã đi đầu trong việc ứng dụng công nghệ này vào sản phẩm thương mại. Ví dụ, Xiaomi đã giới thiệu pin silicon-carbon trên một số mẫu flagship, cho phép sạc nhanh hơn và dung lượng cao hơn trong cùng kích thước. Huawei và OPPO cũng đã thử nghiệm loại pin này nhằm đáp ứng nhu cầu sạc siêu tốc mà không làm giảm tuổi thọ pin. Tuy nhiên, chi phí sản xuất cao và thách thức về độ ổn định vẫn là những yếu tố khiến công nghệ này chưa được áp dụng đại trà, nhưng tiềm năng của nó vẫn được đánh giá là rất lớn trong kỷ nguyên thiết bị di động và xe điện.
Song song đó, pin sodium-ion nổi lên như một lựa chọn chiến lược cho nhu cầu lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Thay vì dùng lithium khan hiếm và đắt đỏ, sodium (natri) có mặt dồi dào trong muối biển, giá rẻ và an toàn hơn. CATL – nhà sản xuất pin lớn nhất thế giới – đã công bố thế hệ sodium-ion đầu tiên vào năm 2021, hướng tới ứng dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo và xe điện tầm trung. Mặc dù mật độ năng lượng của sodium-ion chưa bằng lithium-ion, nhưng lợi thế chi phí và khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp giúp nó trở thành mảnh ghép quan trọng trong bức tranh năng lượng tương lai.
Ngoài ra, các giải pháp như pin thể rắn (solid-state battery), pin kẽm-không khí hay pin tái chế từ vật liệu phế thải cũng đang được thử nghiệm. Điểm chung của các hướng này là tập trung vào tăng hiệu suất, giảm tác động môi trường, và bảo đảm nguồn cung nguyên liệu. Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trước mắt mà còn phục vụ mục tiêu dài hạn: xây dựng một nền kinh tế năng lượng xanh và bền vững.
Từ những bước tiến của pin silicon-carbon trên smartphone cho đến sự trỗi dậy của pin sodium-ion và pin thể rắn trong ngành xe điện, có thể thấy công nghệ pin đang ở giai đoạn chuyển mình mạnh mẽ. Đây không chỉ là cuộc đua về dung lượng hay tốc độ sạc, mà còn là cuộc chạy đua để vượt qua “nút thắt cổ chai” của năng lượng, mở ra một tương lai nơi nguồn điện sạch và ổn định có thể phục vụ mọi lĩnh vực từ thiết bị cá nhân, phương tiện giao thông đến lưới điện quốc gia. Dù còn tồn tại nhiều thách thức về chi phí, độ bền và khả năng sản xuất quy mô lớn, sự kết hợp giữa đổi mới công nghệ và chính sách khuyến khích năng lượng xanh hứa hẹn sẽ biến những giải pháp hiện tại thành nền tảng cho một hệ sinh thái năng lượng bền vững. Và nếu coi năng lượng là “dòng máu” của nền kinh tế hiện đại, thì công nghệ pin chính là trái tim bơm máu — thứ quyết định sức khỏe và tốc độ phát triển của cả nhân loại trong thế kỷ 21.