Bạn đang tìm kiếm thông tin về pin lithium-ion và làm sao để sử dụng chúng một cách hiệu quả? Trong bài viết hôm nay, Izu Vietnam sẽ chia sẻ tới bạn những thông tin hữu ích về pin lithium-ion và những lưu ý khi sử dụng chúng để đem lại hiệu suất tối đa cũng như đảm bảo an toàn cho bạn.
1. Tìm hiểu về pin lithium ion
1.1. Pin Lithium ion là gì?
Pin lithium-ion viết tắt là LIB, là loại pin có thể sạc lại được. Ứng dụng đa dạng trong các thiết bị điện tử như điện thoại, máy tính, máy ảnh, xe điện hay thiết bị y tế,.. Với kích thước nhỏ gọn, tuổi thọ lâu dài và khả năng cung cấp năng lượng cao, đây là loại pin sạc đang rất được ưa chuộng hiện nay.
1.2. Sự phát triển của pin Lithium ion
Quay trở lại năm 1970, nhà hoá học người Anh là M. Stanley Whittingham, khi làm việc cho Exxon, đã sử dụng titan (IV) sulfua và kim loại lithi làm điện cực. Tuy nhiên dự án này đã thất bại do không thể ứng dụng vào thực tiễn. Titan disulfua cần phải tổng hợp trong điều kiện chân không. Nếu muốn làm được điều này sẽ rất tốn kém (khoảng 1000USD/ 1kg titan disulfua vào những năm 1970).
Ngoài ra, titan disulfua có thể phản ứng tạo thành các hợp chất hidro sunfua gây mùi khó chịu khi tiếp xúc với không khí. Chính vì vậy, thí nghiệm sản xuất pin lithium đã bị ngừng.
Năm 1980, John Goodenough - giáo sư vật lý người Mỹ, đã phát minh ra một loại pin lithium khác. Pin lithium của ông được tạo ra nhờ sự kết hợp giữa lithium coban oxit, có thể di chuyển qua pin từ điện cực này sang điện cực kia dưới dạng ion Li+.
Đến năm 1983, giáo sư của đại học Meijo, Nhật Bản là Akira Yoshino đã chế tạo ra một pin nguyên mẫu có thể sạc, sử dụng lithium cobalt oxit như cathode và polyacetylene làm cực dương. Nguyên mẫu này có vật liệu cực dương không chứa liti và các ion liti di chuyển từ cực âm vào cực dương trong quá trình sạc. Phát minh của Yoshino chính là tiền thân của dòng pin Lithium sau này.
Sản phẩm đã được đem ra thị trường vào năm 1991 bởi công ty Sony Energytec. Ngày nay nó đã trở thành dòng pin thống lĩnh trên thị trường và không thể thiếu trong các thiết bị di động, xe điện,...
Xem thêm: Đèn năng lượng mặt trời - Sản phẩm của mọi nhà - ƯU ĐÃI 400K
2. Cấu tạo của pin lithium ion
Pin lithium ion có cấu tạo bao gồm 4 phần chính:
- Cực dương: Được làm từ các vật liệu như LicoO2 và LiMnO4. Cấu trúc phân tử bao gồm phân tử Oxide Coban liên kết với nguyên tử Lithium. Khi có dòng điện chạy qua, nguyên tử Lithium nhanh chóng tách khỏi cấu trúc tạo thành ion dương Lithium, Li+.
- Cực âm: Thường được làm từ graphite (than chì), một vật liệu có khả năng chứa lithium trong quá trình sạc và thả lithium khi xả. Cực âm dùng để xác định công suất, điện áp của pin, đây chính là nguồn của ion Lithium.
- Màng phân cách: Màng separator là một lớp màng mỏng được đặt giữa cực âm và cực dương để ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai điện cực. Màng này đồng thời cho phép ion lithium di chuyển giữa các điện cực.
- Chất điện phân: Cung cấp môi trường dẫn điện cho các ion di chuyển giữa các điện cực, được hình thành từ muối, dung môi và chất phụ gia.
3. Ưu điểm nổi bật của pin lithium ion
Pin lithium-ion (Li-ion) được coi là một trong những loại pin tiên tiến nhất hiện nay và có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại pin khác. Dưới đây là một số ưu điểm chính:
- Dung lượng cao: Pin lithium-ion có dung lượng lớn hơn so với nhiều loại pin khác cùng kích thước, cho phép thiết bị hoạt động lâu hơn trước khi cần sạc lại.
- Khả năng lưu trữ tốt: Pin lithium-ion có khả năng lưu trữ năng lượng tốt, khi không sử dụng, pin vẫn sẽ tiêu hao năng lượng nhưng rất ít.
- Trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ dọn: Với kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ, Pin lithium-ion đã trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính xách tay, đồng hồ thông minh, máy ảnh kỹ thuật số,..
- Không Có Hiện Tượng "Memory Effect": Pin lithium-ion không gặp phải hiện tượng "memory effect" như một số loại pin khác, nghĩa là không cần phải đợi pin hết điện trước khi sạc lại.
- Tuổi thọ cao: Pin lithium-ion thường có tuổi thọ lâu bền giúp giảm tần suất thay thế pin, ít gây hại cho môi trường và có khả năng tái chế cao.
Tìm hiểu thêm: Pin năng lượng mặt trời là gì? Nguyên lý hoạt động của tấm pin?
4. Nguyên lý hoạt động của pin Lithium ion
Pin Lithium-ion hoạt động dựa trên quá trình di chuyển các ion Lithium giữa các điện cực trong pin để tạo ra dòng điện. Khi pin được sạc, ion Lithium di chuyển từ điện cực âm (anode) thông qua dung môi dẫn điện đến điện cực dương (cathode), trong quá trình này năng lượng được lưu trữ. Khi pin được sử dụng (xả), ion Lithium di chuyển từ cathode về anode, tạo ra dòng điện khi chúng di chuyển qua mạch ngoài. Điện cực thường được làm từ các vật liệu như graphite (cho cực âm) và các oxides của lithium (cho cực dương).
5. So sánh pin lithium ion và ắc quy
Dưới đây là bảng so sánh pin lithium ion và ắc quy mà bạn có thể tham khảo:
| Điểm so sánh | Pin Lithium-ion | Ắc quy |
| Tuổi thọ trung bình | Từ 3 - 4 năm | Khoảng 1 năm |
| Thời gian sạc | Nhanh gấp 4 lần ắc quy, khoảng từ 1 - 3h | Thời gian sạc lâu, mất khoảng 6 - 8h |
| Năng lượng xả | Mật độ năng lượng cao lên đến 120 wh/kg, do vậy có khả năng chịu được dòng xả cao trong thời gian ngắn | Mật độ năng lượng vào khoảng 32wh/kg, do vậy chỉ chịu được dòng xả nhỏ |
| Kích thước, trọng lượng | Có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ. | Kích thước và trọng lượng lớn |
| Độ bền môi trường | Có thể hoạt động ở điều kiện từ -30-60 độ C, có khả năng kháng nước | Hoạt động tốt trong điều kiện từ 0-50 độ C, không có khả năng kháng nước |
| Mức chi phí | Khá cao | Thấp |
6. Các loại pin lithium ion được sử dụng phổ biến hiện nay
Dưới đây là các loại pin lithium-ion có ứng dụng rộng rãi và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
- Li-ion Cobalt Oxide (LiCoO2): Đây là loại pin lithium-ion phổ biến nhất và thường được sử dụng trong các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính bảng và laptop. Chúng có dung lượng cao và hiệu suất tốt, nhưng có khả năng nhiệt phân và cháy cao hơn so với một số loại khác.
- Li-ion Iron Phosphate (LiFePO4): Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính ổn định và an toàn cao như xe điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và công cụ điện. Dòng pin này có khả năng an toàn và tuổi thọ cao hơn so với pin LiCoO2.
- Li-ion Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC): Loại pin này kết hợp các ưu điểm của cả LiCoO2 và LiFePO4, bao gồm dung lượng và hiệu suất cao, tuổi thọ lâu bền. Thường được sử dụng trong các ứng dụng di động, xe điện và lưu trữ năng lượng.
- Li-ion Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA): Có dung lượng cao và hiệu suất tốt, thường được sử dụng trong các ứng dụng di động như xe điện và công nghệ lưu trữ năng lượng.
- Li-ion Lithium Titanate (LTO): Đây là loại pin có dung lượng thấp hơn so với các loại pin khác nhưng bù lại chúng có tuổi thọ cực kỳ cao và có thể sạc nhanh. Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tuổi thọ và an toàn cao như xe buýt điện và hệ thống lưu trữ năng lượng.
7. Pin lithium có sạc được không?
Câu trả lời là "có". Pin lithium có thể được sạc lại nhiều lần mà không gây hao mòn đáng kể cho pin. Tuy nhiên việc sạc lại pin cần tuân thủ các hướng dẫn và điều kiện sạc cụ thể được chỉ định bởi nhà sản xuất để đảm bảo an toàn và độ bền của pin. Việc sử dụng các loại sạc không chính hãng có thể gây hỏng pin hoặc phát nổ.
8. Những lưu ý khi sử dụng pin lithium ion
Để sử dụng pin một cách an toàn và hiệu quả cũng như duy trì tuổi thọ cao của sản phẩm, bạn nên tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất và các lưu ý sau:
- Sử dụng sạc chính hãng: Sử dụng sạc chính hãng hoặc được khuyến nghị bởi nhà sản xuất để tránh gây ra tình trạng cháy nổ hoặc giảm hiệu suất của pin.
- Tránh sạc quá nhiệt: Không nên sạc pin ở nhiệt độ cao, có thể gây hỏng và làm giảm tuổi thọ của pin.
- Tránh để pin hết điện hoàn toàn: Nếu để pin cạn kiệt hoàn toàn, sẽ tạo rất nhiều áp lực lên viên pin và gây ảnh hưởng xấu. Bạn nên sạc khi pin còn ở mức 20% và không nên sạc đầy 100% mà chỉ nên sạc ở mức 90-98%.
- Lưu trữ pin ở nơi mát mẻ: Khi không sử dụng, lưu trữ pin ở nơi mát mẻ và khô ráo để giữ cho pin ở trạng thái tốt nhất.
- Kiểm tra pin định kỳ: Kiểm tra pin định kỳ để đảm bảo rằng nó vẫn hoạt động bình thường và không có dấu hiệu của tổn thương hoặc hỏng hóc.
- Không sử dụng pin hỏng: Nếu pin có dấu hiệu hỏng như sưng to, phồng lên hoặc rạn nứt, bạn nên ngay lập tức thay thế pin khác, nếu tiếp tục sử dụng sẽ tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ phát nổ.
Tìm hiểu thêm: Tiết kiệm điện năng có lợi ích gì?
Trên đây là những chia sẻ của Izu Vietnam về pin lithium-ion cũng như những lưu ý khi sử dụng. Hy vọng với những lưu ý trên, việc sử dụng pin lithium-ion sẽ trở nên dễ dàng và an toàn hơn. Hãy áp dụng những biện pháp cần thiết để bảo vệ pin và tận hưởng hiệu suất tốt nhất từ thiết bị của bạn. Mọi thắc mắc xin liên hệ Hotline: 0857.999.333 để được tư vấn cụ thể!
