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, DHC Light 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.
Tìm hiểu về pin lithium ion
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.
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,…
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.
Các loại pin lithium 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.
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.
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).
DHC Light – Xưởng Đèn năng lượng mặt trời
Hotline: 0905.040.242
Email: dhclight.vn@gmail.com
Fanpage: DHC Light – Đèn năng lượng mặt trời
Địa chỉ: 133 Hồ Tùng Mậu, Hòa Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng