Pin Lithium-ion là thuật ngữ mà chúng ta bắt đầu hay bắt gặp trong khoảng thời gian vài năm trở lại đây, trước đây đa phần chỉ nghe về ắc quy chì, ắc quy kín khí, ắc quy nước…Vậy Pin Lithium ion là gì và cấu tạo ứng dụng ra sao, Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết này nhé
Pin lithium-ion là gì?
Lithium-ion là hóa chất trong pin sạc phổ biến nhất được sử dụng ngày nay. Pin lithium-ion cung cấp năng lượng cho các thiết bị chúng ta sử dụng hàng ngày, như điện thoại di động và xe điện.
Pin lithium-ion bao gồm một hoặc nhiều tế bào lithium-ion, cùng với bảng mạch bảo vệ. Chúng được gọi là pin khi có một cell (tế bào) hoặc nhiều cell được lắp bên trong thiết bị có bảng mạch bảo vệ.
Xem qua một số dịch vụ của chúng tôi
Các thành phần của Pin lithium-ion là gì?
- Anode: Điện cực âm
- Cathode: Điện cực dương
- Chất điện phân: Chất lỏng hoặc gel dẫn điện
- Bộ thu dòng điện: Các lá dẫn điện ở mỗi điện cực của pin được nối với các cực của tế bào. Các cực của tế bào truyền dòng điện giữa pin, thiết bị và nguồn năng lượng cung cấp năng lượng cho pin
- Bộ phân tách: Một màng polyme xốp giúp phân tách các điện cực đồng thời cho phép trao đổi các ion lithium từ bên này sang bên kia
Pin lithium-ion hoạt động như thế nào?
Trong pin lithium-ion, các ion lithium (Li+) di chuyển giữa cực âm và cực dương bên trong. Các electron chuyển động ngược chiều ở mạch ngoài. Sự di chuyển này là lý do khiến pin cung cấp năng lượng cho thiết bị—bởi vì nó tạo ra dòng điện.
Trong khi pin đang xả, cực dương giải phóng các ion lithium sang cực âm, tạo ra dòng điện tử giúp cung cấp năng lượng cho thiết bị liên quan.
Khi pin đang sạc, điều ngược lại xảy ra: các ion lithium được giải phóng bởi cực âm và được nhận bởi cực dương.
Tuổi thọ của Pin Lithium-ion
Tuổi thọ (Vòng đời) của pin lithium-ion thường được định nghĩa là số lần (chu kỳ) sạc-xả đầy đủ để đạt đến ngưỡng lỗi về mặt mất dung lượng hoặc tăng trở kháng hay đơn giản gọi là số lần nạp xả của pin.
Tuổi thọ của chu kỳ pin bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố chi phối khác nhau bao gồm nhiệt độ, dòng xả, dòng sạc và trạng thái của phạm vi sạc (độ sâu xả)….nói chung có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới tuổi thọ của pin.
Một số nguyên nhân làm hư hỏng, giảm tuổi thọ pin như:
1. Giảm chất điện phân cacbonat hữu cơ ở cực dương, dẫn đến sự phát triển của sunfact hóa, trong đó các ion Li+ bị giữ lại không thể phục hồi, tức là mất lượng dự trữ lithium. Điều này cho thấy khi trở kháng điện trở tăng lên và điện tích Ah giảm.
2. Lớp mạ kim loại liti cũng dẫn đến việc mất lượng dự trữ liti (sạc Ah có thể tuần hoàn), cũng như gây đoản mạch và đánh lửa bên trong pin. Khi quá trình mạ Li bắt đầu trong quá trình đạp xe, nó sẽ dẫn đến độ dốc tổn thất công suất trên mỗi chu kỳ lớn hơn và điện trở mỗi chu kỳ tăng lên.
3. Mất các vật liệu điện động (âm hoặc dương) do hòa tan (ví dụ như các loài Mn(3+)), nứt, bong tróc, tách ra hoặc thậm chí thay đổi thể tích đơn giản trong quá trình đạp xe.
4. Suy thoái cấu trúc của vật liệu catốt, chẳng hạn như trộn cation Li+/Ni2+ trong vật liệu giàu niken. Điều này thể hiện dưới dạng “bão hòa điện cực”, mất điện tích Ah có thể theo chu kỳ và dưới dạng “mờ dần điện áp”.
5. Suy thoái vật chất khác. Bộ thu dòng đồng âm đặc biệt dễ bị ăn mòn/hòa tan ở điện áp tế bào thấp. Chất kết dính PVDF cũng xuống cấp, gây ra sự tách rời của các vật liệu điện động và mất điện tích Ah có thể tuần hoàn.
Ứng dụng của Pin Lithium-ion
Pin lithium-ion (Li-ion) được sử dụng trong nhiều sản phẩm như đồ điện tử, đồ chơi, tai nghe không dây, dụng cụ điện cầm tay, thiết bị lớn và nhỏ, xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng điện.
Nếu không được quản lý đúng cách khi hết thời gian sử dụng, chúng có thể gây hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường.
Ở nước ta tập đoàn xe Vinfast cũng sử dụng Pin lithium làm pin chính cho những chiếc xe điện của họ, có thể thấy chất lượng và công nghệ pin này đã đang và sẽ tiến xa trong tương lai.