Home Blog Pin Lithium là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Pin Lithium là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

by admin
0 comment

Pin Lithium là gì?

Pin Lithium hay còn gọi là pin Li-on, hoặc pin Lithi-on, viết tắt là LIB, thuộc loại pin sạc. Pin Lithium thường được dùng cho các thiết bị điện di động như điện thoại, máy chụp hình, máy chơi game, máy tính laptop,… Không những thế, loại pin này đang được chú trọng phát triển trong quân đội, các ứng dụng của phương tiện di chuyển chạy bằng điện (như xe đạp điện,xe máy điện,…) và kĩ thuật hàng không,lưu trữ năng lượng mặt trời, năng lượng tái tạo.

Nói một cách khác, pin Lithium được kì vọng sẽ thay thế cho ắc quy chì . Nó không chỉ mang lại hiệu suất hoạt động cao, mà còn hứa hẹn về việc đảm bảo môi trường sạch (vì hạn chế thải ra kim loại nặng), cũng như nâng cao việc sử dụng an toàn (vì tránh dùng dung dịch điện ly chứa axit).

2. Pin lithium hoạt động như thế nào?

a. Cấu tạo pin lithium:

Loại pin này sử dụng điện cực – được làm từ các hợp chất có cấu trúc tinh thể dạng lớp. Khi pin đang trong trạng thái sạc và xả, thì các ion Li sẽ xâm nhập, điền đầy khoảng trống giữa các lớp này. Chính vì thế mà phản ứng hóa học xảy ra và cung cấp năng lượng cho thiết bị hoạt động.

  • Trong quá trình sạc, các ion Li chuyển động từ cực dương sang cực âm.
  • Trong quá trình xả (gọi là quá trình sử dụng), các ion Li chuyển động từ cực âm sang cực dương.

Cực dương được làm bằng hợp chất ô xít kim loại chuyển tiếp và Li (như LiMnO2, LiCoO2,… còn cực âm được làm bằng graphite. Ngoài ra, dung dịch điện ly của pin (nghĩa là môi trường cho phép các ion Li chuyển dịch từ điện cực này sang điện cực kia) phải có độ dẫn ion tốt cũng là chất cách điện tốt.

b. Công nghệ pin lithium LiFePO4

Pin lithium là một tổ hợp bao gồm nhiều tế bào, như pin axit-chì và nhiều loại pin khác. Pin axit chì có điện áp danh định là 2V / tế bào, trong khi pin lithium có điện áp danh định là 3,2V. Do đó, để đạt được pin 12v, thông thường bạn sẽ có bốn cục pin 3,2V được kết nối thành một chuỗi.

Điều này sẽ làm cho điện áp danh định của LiFePO4 12.8V. Tám tế bào được kết nối trong một chuỗi tạo ra một pin 24 V với điện áp danh định 25,6V và mười sáu tế bào được kết nối trong một chuỗi tạo ra một pin 48V với điện áp danh định là 51,2V.

Các điện áp này hoạt động rất tốt với các bộ biến tần 12 V, 24 V và 48V điển hình của bạn.

Pin luthium thường được sử dụng để thay thế trực tiếp pin chì-axit vì chúng có điện áp sạc rất giống nhau. Pin LiFePO4 bốn cell (12.8V), thường sẽ có điện áp sạc tối đa trong khoảng 14,4-14,6V.

Điều độc đáo của pin lithium là chúng không cần sạc hấp thụ hoặc được giữ ở trạng thái điện áp không đổi trong thời gian đáng kể.Thông thường, khi pin đạt đến điện áp sạc tối đa, nó không còn cần phải sạc nữa. Các đặc tính xả của pin LiFePO4 cũng là duy nhất. Trong quá trình xả, pin lithium sẽ duy trì điện áp cao hơn nhiều so với pin axit chì thường được tải.

3. Đặc tính của pin lithium

a. Điện áp sạc ảnh hưởng tới tuổi thọ pin

Theo số liệu thực nghiệm khi sạc một viên pin chịu được điện áp tối đa 4,2V thì pin sẽ có chu kỳ sử dụng 300 – 500 lần và siệu suất sử dụng đạt 100% nếu sạc bằng đúng điện áp 4,2V. Trong trường hợp sạc với điện áp thấp hơn (4,1V), pin sẽ đạt được 600 – 1.000 chu kỳ sử dụng nhưng hiệu suất chỉ đạt 90%. Trường hợp sạc với điện áp thấp hơn nữa (4V), chu kỳ sử dụng tăng lên 1.000 – 2.000 và hiệu suất giảm còn 80%. Tương tự với trường hợp 3,92V là 2.400 – 4.000 chu kỳ và 75% hiệu suất.

b. Mối liên quan giữa độ xả và dung lượng pin

Pin của bạn sẽ kéo dài tuổi thọ nếu bạn sạc nó thường xuyên hơn và tránh thải cạn năng lượng.

Ví dụ, nếu bạn thường xả pin điện thoại xuống mức 0%, nó sẽ chỉ đạt 300 – 500 chu kỳ trước khi bị suy giảm còn 70% khả năng lưu trữ.Ngược lại, nếu bạn sạc pin thường xuyên, nó sẽ phục vụ bạn lâu hơn.

Hướng dẫn sử dụng pin lithium an toàn

4.1 Sạc nhiều lần thay vì sạc đầy

Thay vì sạc đầy 100% pin cho mỗi lần sạc thì bạn chỉ nên sạc tới một mức nào đó, ví dụ 30% lên 60% hay 45% lên 79%. Điều này sẽ hơi phiền phức do phải sạc nhiều lần mỗi ngày, nhưng nó có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin.

4.2 Không nên xả cạn pin

Luôn giữ một phần năng lượng trong pin thay vì xả cạn về mức 0% rồi mới sạc lại. Phần năng lượng đó có thể giúp quản lý các tế bào trong viên pin trong thời gian đợi người dùng cắm sạc.

4.3 Pin hoạt động tốt nhất ở 40%

Trạng thái tốt nhất của pin lithium-ion là khi còn 40% năng lượng. Đó cũng là lý do tại sao pin trong các thiết bị vừa xuất xưởng thường chứa 40% – 50% năng lượng.

4.4 Bảo quản pin cao và khô

Giữ pin được lưu trữ cao và khô trong hộp không dẫn điện. Tránh lưu trữ chúng cùng với các vật kim loại có thể khiến chúng bị đoản mạch.

4.5 Tránh nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp

Pin có thể mất tới 80% công suất hoạt động nếu để ở nhiệt độ 60 độ C trong 1 năm, còn ở 20 độ C thì công suất bị giảm tương ứng chỉ là 20%. Tương tự, nhiệt độ quá thấp như trong môi trường đóng băng cũng không tốt cho tuổi thọ của pin.

4.6 Không để pin cạn kiệt năng lượng quá lâu

Thông thường, pin lithium-ion sẽ ở trạng thái cạn kiệt năng lượng nếu rơi xuống mức điện áp 3V/cell. Ở mức 2,7V/cell thì mạch bảo vệ sẽ tự chuyển pin sang chế độ ngủ làm cho nó mất khả năng sạc theo thời gian. Do đó, trong quá trình sử dụng hay khi muốn cất giữ pin, bạn cũng cần chú ý tới mức dung lượng tốt theo khuyến cáo là 40%.

Đơn vị cung cấp hệ thống điện mặt trời gia đình uy tín

Intech Energy – là một công ty chuyên tư vấn giải pháp lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời uy tín ở Việt Nam.

Hotline: 0966966819

Địa chỉ: Lô 5+6, KCN, Lai Xá, Hoài Đức, Hà Nội.

You may also like

Leave a Comment