Pin Lithium là một loại pin mới có hiệu suất hoạt động rất tốt, sạc nhanh chịu nhiệt tốt. Đểt hiểu rõ hơn về Pin lithium sau đây Hòa Bình Phát xin giới thiệu bài viết sau về pin lithium, cấu tạo, đặc điểm của nó. Pin Lithium là gì? Cấu tạo pin lithium như thế nào? Pin lithium giống và khác gì với ắc quy chì

 

Pin Lithium là gì

Pin Lithium, hay pin Li-on ( Lithi-on) viết tắt là LIB, thuộc loại pin sạc được.

Pin Li-on sử dụng phổ biến cho các thiết bị điện di động như điện thoại, máy ảnh, game play , laptop ,…Với những pin lithium cỡ lớn còn được sử dụng trong xe điện, thiết bị liên lạc quân sự, thiết bị hàng không,..

 

 

Pin lithium được nghiên cứu  bởi nhà hóa học người Anh M. Stanley Whittingham (hiện tại dạy cho Đại học Binghamton) khi ông làm việc cho Exxon vào những năm 1970, được thương mại hóa vào năm 1991 bởi Sony Energitech.

Từ khi được thương mại hóa pin Lithium được kì vọng sẽ thay thế cho ắc quy chì - loại ăc quy thường được dùng cho ô tô, xe máy và các loại xe điện.

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động cao, thân thiện môi trường, an toàn cho người sử dụng hơn.

 

Cấu tạo của pin Lithium

Về cơ bản thì pin thithium cũng như là một ắc quy gồm các bản cực, cực âm(-) và cực dương(+).

Điện cực pin lithium - được làm từ hợp chất có cấu dạng tinh thể kiểu lớp. Khi pin ở trạng thái nạp và xả các ion Lithi sẽ xâm nhập điền đầy vào các khoảng trống tinh thể của hợp chất trên, phản ứng hóa học xảy ra sinh ra năng lượng, cung cấp điện năng cho thiết bị điện hoạt động.

Điện cực dương pin lithium : thường làm từ LiCoO2 và LiMnO4 loại vật liệu  có cấu trúc cơ sở là coban mở rộng cấu trúc pseudo-tetrahedral (dạng tứ diện giả). Cấu trúc này cho phép  ion lithium khuếch tán, điền đầy như nói trên. Những vật liệu này có ưu điểm lý  tưởng  (nhiệt dung riêng cao,dung tích lớn, tính tự xả thấp,...) để làm pin / ắc quy.

Tuy nhiên, các vật liệu lý tưởng này khá đắt đỏ, coban là một kim loại hiếm, và kém bền nhiệt nên sau này người ta còn dùng vật liệu mangan với một số dặc tính tương tự nhưng giá thành rẻ hơn phổ biến hơn để làm điện cực pin lithium ( dù vẫn có một số nhược điểm không được như vật liệu lý tưởng). Và gần đây LiFePO4 được nghiên cứu với mong muốn đem lại ứng dụng cao cho pin kích thước lớn như các pin dùng cho xe điện giá rẻ, công suất cao.

Điện cực âm pin lithium : thường dùng graphite và các vật liệu cacbon khác cũng có độ dẫn điện tốt và có cấu trúc tinh thể cho phép ion liti xen kẽ vào giữa các lớp trong mạng cacbon hoặc Silicon v ì c ác v ật li ệun ày phổ biến và có giá thành rẻ. 

Dung dịch điện ly : hay còn gọi là chất điện ly là môi trường cho phép truyền ion liti giữa các điện cực trong quá trình sạc và xả của pin, dung dịch điện ly cho pin Li-ion có độ dẫn ion tốt, ( 10−2 S/cm ở nhiệt độ phòng, tăng tầm 30-40% khi lên 40oC và giảm nhẹ khi nhiệt độ xuống 0oC , cách điện tốt (độ dẫn electron <= 10−8 S/cm).

Khi pin lithium sạc và xả, ion lithi di chuyển trong lòng pin tạo  nên chênh lệch điện thế, sinh ra dòng điện ở mạch.

Dung dịch điện ly lỏng dùng trong pin Li-ion chứa muối lithi, như LiPF6, LiBF4, LiClO4 trong dung môi hữu cơ như etylen cacbonat, dimetyl cacbonat, và dietyl cacbonat.

Dung môi dạng gel, polymer, hay các chất điện ly dạng rắn từ ceramic đang được chú trọng phát triển nhằm hạn chế sự rò rỉ của dung dịch điện ly với dung môi hữu cơ, và tăng tính an toàn, giảm khả năng bắt cháy khi dung môi gặp không khí. Lo ại pin Lithium sử dụng chất điện ly dạng rắn (solid electrolyte), người ta gọi là pin li-ion rắn.

 

 

Pin Lithium so với Ăc quy chì

 

Đặc điểm	Pin Lithium	Ắc quy chì
Độ bền	thường 4 - 5 năm	Thường 1-2  năm
Mật độ năng lượng nạp - xả	20 Wh/kg, khả  năng chịu được dòng xả lớn dạng xung (trong thời gian ngắn) và chịu tải cao.	32 Wh/kg, chỉ chịu được dòng xả nhỏ và khả năng chịu tải thấp.
Thời gian nạp	3 - 4 tiếng, hoặc vài phút mỗi l ần nạp, nạp xả được rất nhiều lần, ít khi hỏng	6 - 8 tiếng mỗi lần nạp đầy Dễ bị hỏng nếu xả quá nhiều à không nạp bổ sung trở lại nạp xả được số lượng có hạn lần
Khối lượng	khoảng 3 - 4 kg	12 - 15 kg
Khả năng chống nước	Có khả năng chống nước tốt	Không có khả năng chống nước tốt
Bảo hành	bảo  hành  lâu hơn(Tùy nhà sản xuất)	bảo  hành  ngắn  hơn (Tùy nhà sản)
Khả năng chống cháy nổ	Khả năng chống cháy nổ cao	Khả năng chống cháy nổ thấp
Ảnh hưởng môi trường	Ít ảnh hưởng môi trường, được cấu tạo từ những cell rắn lithium, không có chì hoặc axit.	Ảnh hưởng môi trường nhiều, do được cấu tạo bởi chì và axit.
Giá Thành	Thường cao hơn ắc quy chì cùng mức điện áp, dòng  điện	Thường Rẻ hơn so với pin lithium

 

Như vậy qua bảng trên ta thấy rằng pin thithium có ưu điểm so với ắc quy chì. Tuy nhiên pin lithium phù hợp với các dòng xe điện hơn. Ở mức giá cao hơn thì pin lithium vẫn chưa hoàn toàn thay thế được Ắc quy chì, ắc quy axít. Ví dụ nếu bạn sử dụng các loại xe oto, xe tải, xe container, xe du lịch, tàu thuyền,...thì với  một pin lithium có giá trị điện áp, dòng điện đáp ứng thì chi phí sẽ cao hơn rất nhiều so với ắc quy bình thường. 

Nên việc lựa chọn sử dụng ắc quy thông thường hay pin lithium là còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng, điều kiện tài chính và mức độ cần thiết cho việc ứng dụng của nguồn điện thứ cấp nữa.

>>>Bạn có thể xem thêm về Ắc quy axít chì loại ắc quy cũng đang được dùng phổ biến hiện nay.

 

Pin Lithium có bền hay không

Pin Lithium có nhiều ưu điểm, độ bền của loại pin này cao hơn hẳn so với ắc quy chì.

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động cao hơn 90%, tốc độ sạc nhanh, độ bền của có thể kéo dài đến 4 - 5 năm, so với ắc quy chì chỉ khoảng 1 - 2 năm. Cho phép nạp xả nhiều lần , với nhiều mức độ , ít hư hỏng.

 

Một số loại pin Lithium thường dùng cho xe máy điện, giá rẻ trên thị trường

 

Tên pin Lithium	Đặc điểm
Pin Lithium 48V 12Ah LiBa	SX tại Việt Nam từ hãng 365. Kích cỡ: 7 x 11,5 x 25 cm. KL : 3,5 kg. Điện áp: 48 V. Dòng điện: 12 Ah và 15 Ah, sạc an toàn ở dòng 1 A - 3 A. Số lần sạc: 1.000 đến 2.000 lần. Dung cho xe điện hãng  Yamaha, Yadea, Giant, HKBike và Aima. Giá bán khoảng: hơn 5 triệu đồng
Pin Lithium-Ion 20V/4.Ah Ingco FBLI2002	SX : tại Trung Quốc,  thương hiệu Ingco. Kích thước: dài 35 cm. Điện thế: 20 V. Dung lượng: 4.0 Ah. Giá bán khoảng: hơn 1 triệu đồng (có nhiều mức giá khác nhau giữa đơn vị bán).
Pin Lithium Phosphate 3.2V 20Ah 10C	SX  tại Trung Quốc. Nội trở thấp 0.6 mili ôm Nạp xả: hơn 2000 lần Dung cho cho dòng xe máy điện, hoặc xe sử dụng năng lượng mặt trời.  Giá bán khoảng: hơn 200 ngàn đồng
Pin 365	Sx : Việt Nam. Điện áp: từ 72V. Kích cỡ: 130 x 210 x 300 mm. Khối lượng: 8.9 kg Dùng cho xe máy điện Bảo hành: 2 năm. Tuổi thọ : 4 - 6 năm.  Giá: hơn 10triệu

 

Trên đây là thông tin về pin lithium, loại pin đang được ưa chuộng và ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Mong rằng sẽ tlà thông tin bổ ích để bạn nắm thêm và hiểu hơn về nó cũng như có giải pháp chọn lựa phù hợp.

 

Chúc bạn thành công!