Pin lithium là công nghệ pin tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực. Nhất là ứng dụng trong các thiết bị điện tử. Loại pin này có nhiều ưu điểm như sạc nhanh, chịu nhiệt tốt,… Nếu mọi người muốn tìm hiểu thêm về Pin Lithium, Pin Lithium 12v thì có thể tìm hiểu thêm về bài viết sau để biết cấu tạo và các ứng dụng trong các lĩnh vực của nó.
Pin Lithium là gì?
Pin Lithium hay nhiều người còn gọi là pin Lithi-on hay pin Li-on, viết tắt là LIB. Đây là loại pin bao gồm tổ hợp nhiều tế bào, chẳng hạn như axit-chì cùng các loại pin khác. Pin Li-on sử dụng Lithium, hợp kim Lithium để làm vật liệu điện cho cực âm và dùng dung dịch không dính.
Loại pin Lithi-on có năng lượng cao hơn nên có thể duy trì năng lượng tốt nếu so sánh với các loại pin khác. Vì vậy mà pin này được trang bị nhiều trong các thiết bị như laptop, điện thoại, máy nghe nhạc, máy ảnh,… Pin Lithium thường có hai loại là pin lithium-ion (sạc lại được) và pin lithium metal (không sạc lại được). Vì vậy mọi người cần phân biệt rõ 2 loại pin này để sử dụng phù hợp.
Lịch sử hình thành và phát triển pin Lithium
Pin Lithi-on được nghiên cứu và công bố bởi M.Stanley Whittingham là một nhà hóa học người Anh. Ông đã nghiên cứu ra loại pin này khi ông còn làm việc vào những năm 1970 ở Exxon.
Với phiên bản pin Lithi-on sơ khai, ông đã dung titan (IV) sulfide cùng kim loại lithi để làm điện cực. Tuy nhiên pin sạc lithium này lại cho độ an toàn và hiệu quả không cao vì:
- Kim loại Lithium là chất phản ứng mạnh, dễ cháy trong không khí.
- Thêm vào đó Titan Disulfide là chất oxy hóa mạnh, chúng có thể phản ứng ngay để tạo thành những hợp chất Hydro sulfide với mùi khó chịu.
Dần dần thì pin Lithi-on đã được phát triển, cải tiến nhiều hơn và được người ta chuyển qua dùng hợp kim của Li như LiMn2O4, LiFePO4, LiCoO2, Li2MnO3,… Những hợp chất này có độ an toàn cao và đem đến khả năng giải phóng ion Li khá cao.
Pin Lithi-on lần đầu tiên đã được công ty Sony Energitech chính thức thương mại hóa vào năm 1991. Đến nay thì pin Lithi-on đang được các nhà nghiên cứu không ngừng phát triển, nghiên cứu để tăng độ ổn định, hiệu năng và tuổi thọ cao hơn.
Cấu tạo của Pin Lithium
Cấu tạo của Pin Lithi-on gồm 4 thành phần chính là cực âm, cực dương, chất điện phân, dãy ngăn cách và 2 bộ thu dòng điện:
Cực âm
Cực âm của pin Lithi-on được làm từ than chì và những vật liệu cacbon khác nhằm thực hiện chức năng lưu trữ những ion Lithium L+ trong tinh thể. Cực âm của pin dùng để xác định mức công suất và mức điện áp của pin.
Cực dương
Cực dương của pin Lithi-on được làm từ vật liệt là LiMnO4 và LicoO2. Cấu trúc phân tử gồm nguyên tử Lithium liên kết với phân tử Oxide Coban. Trường hợp dòng điện chạy qua thì nguyên tử Lithium sẽ tách khỏi cấu trúc để tạo thành ion dương Li+ (Lithium). Cực dương sẽ cho phép dòng điện được chạy qua mạch ngoài, nếu pin Lithi-on được sạc thì các ion Lithium sẽ lưu trữ tại cực dương.
Chất điện phân
Chất điện phân là dạng chất lỏng được lấp đầy vào hai cực và nó có màng ngăn ở giữa hai cực. Chất này có vai trò như ống dẫn của ion Lithium để kết nối giữa cực âm và cực dương. Chất điện hình thành từ muối, dung môi và chất phụ gia.
Dải phân cách
Đây được xem như hàng rào giữ cho cực âm và cực dương nằm cách nhau một khoảng. Dải phân cách này thường được thiết kế từ nhựa PP hoặc nhựa PE.
Dung lượng pin Lithium như thế nào?
Dung lượng của pin Lithi-on sẽ có tuổi thọ giảm dần qua những lần xả. Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng khi bạn thực hiện sạc pin Lithi-on thường xuyên thì pin này hoạt động hiệu quả hơn rất nhiều so với việc dùng hết pin rồi mới đem đi sạc. Vì thế mà người dùng lên lưu ý sạc pin Lithi-on nhiều lần trong quá trình sử dụng.
Sau đây là một vài lưu ý khi bạn sạc pin Lithi-on:
- Chia ra nhiều lần sạc trong quá trình sử dụng.
- Đừng dùng pin Lithi-on đến khi cạn kiệt rồi mới sạc. Bạn nên giữ lại một phần năng lượng của pin để bảo vệ tế bào của pin.
- Pin Lithi-on hoạt động tốt nhất ở mức pin từ 40% – 50%.
- Khi sạc pin Lithi-on thì mọi người nên hạn chế sạc pin ở nhiệt đồ quá thấp hoặc quá cao.
So sánh pin lithium-ion và pin lithium metal
Như đã đề cập ở trên thì Pin Lithi-on có hai loại là pin lithium-ion và pin lithium metal. Sau đây là bảng so sánh 2 loại pin này:
| Tiêu chí | Pin Lithium Metal | Pin Lithium-ion |
| Viên pin | Pin không thể sạc lại được | Pin có thể sạc lại được |
| Tuổi thọ | Thấp | Cao |
| Hiệu suất sạc/xả | – Pin này thường có hiệu suất xả cao hơn Pin Lithium-ion. Nó có thể cung cấp dòng điện lớn chỉ trong một khoảng thời gian ngắn. – Nhưng pin Lithium Metal lại sạc chậm hơn và tuổi thọ sẽ bị giảm dần qua những lần sạc/xả. | – Pin này có hiệu suất sạc cao hơn và sạc nhanh hơn so với Pin Lithium Metal. – Pin Lithium-ion cũng có thể duy trì dòng điện khá ổn định khi xả. Nhưng nó không cung cấp được dòng điện lớn như Pin Lithium Metal. |
| Bảo quản | – Pin Lithium Metal phải được bảo quản trong một môi trường khô ráo, mát mẻ. – Pin cần tránh mức nhiệt độ cao. Bởi nó sẽ tạo ra sự giãn nở, co lại của những thành phần cấu thành pin và làm giảm tuổi thọ. | – Pin Lithium-ion cũng cần bảo quản ở môi trường khô ráo, mát mẻ. Nhưng pin này thường linh hoạt hơn tùy vào môi trường. – Việc bảo quản pin ở mức nhiệt độ cao có thể tác động xấu đến tuổi thọ cùng hiệu suất hoạt động của pin. |
| Đặc điểm | – Cấu tạo từ Lithium ở hình thức kim loại nguyên chất. – Pin dùng Lithium nhẹ. – Có hiệu năng lưu trữ điện lớn hơn so với loại pin Lithium-Ion. – Ứng dụng trong ô tô điện nhiều hơn vì yêu cầu dung lượng điện lớn. | – Pin này được cấu thành từ hợp chất Lithium. Nó ổn định hơn so với loại pin nguyên tố dùng trong pin Lithium Metal. – Ứng dụng rộng rãi trong thiết bị điện tử như: laptop, điện thoại… |
Các ứng dụng phổ biến nhất của Pin Lithium
Với những đặc điểm vượt trội ở trên, pin Lithi-on đang được ứng dụng khá nhiều vào những thiết bị điện tử như sau:
Ứng dụng trong các thiết bị điện tử cầm tay
Pin Lithi-on được ứng dụng nhiều trong đèn pin, điện thoại, máy trợ thính, máy nghe nhạc, đồng hồ đeo tay,… Mặc dù giá pin Lithi-on sẽ cao hơn bình thường nhưng tuổi thọ sử dụng của pin này cao. Đồng thời pin này cũng hạn chế việc bạn phải thay pin liên tục cho các thiết bị.
Ứng dụng cho máy tính
Những loại pin dùng cho máy tính xách tay hiện nay chủ yếu là pin Lithi-on. Vì trọng lượng pin này khá nhẹ, tuổi thọ dài, sạc nhanh và không gây nóng máy khi vừa dùng vừa sạc. Việc này giúp người dùng không bị gián đoạn trong quá trình làm việc. Đồng thời việc di chuyển máy của người dùng cũng linh hoạt, thuận lợi hơn.
Ứng dụng cho xe máy
Dòng ắc quy Lithi-on được ứng dụng nhiều trong xe máy điện, xe đạp điện…. Nó được đánh giá khá cao về khả năng tích điện tốt và khả năng cung cấp điện. Nhưng pin này lại không được sử dụng phổ biến vì giá khá đắt. Trong tương lai thì loại pin Lithium 12V vẫn được mọi người kỳ vọng là thay thế cho ắc quy truyền thống.
Ứng dụng cho xe ô tô
Pin Lithi-on được ứng dụng trong động cơ đốt trong của xe ô tô. Nhất là trong những dòng ô tô điện. Những loại xe chở khách đi du lịch hay những xe chạy trong sân Golf… thường hoạt động bằng pin Lithi-on.
Ứng dụng cho xe tải, xe nâng
Pin Lithi-on còn được ứng dụng cho xe tải, xe nâng,… Mặc dù giá pin Lithi-on có cao hơn nếu so với pin ướt nhưng chúng đem lại khá nhiều lợi ích. Pin Lithi-on không cần phải thêm nước hay bảo dưỡng nhiều mà còn đem lại khả năng sạc nhanh và tự ngắt điện nếu sạc đầy.
Ứng dụng cho viễn thông
Pin Lithi-on ứng dụng nhiều trong viễn thông vì nó duy trì dòng điện luôn ổn định suốt một khoảng thời gian dài. Pin Lithi-on thường xuất hiện ở vài thiết bị như Inverter hay fax, bộ tích điện,…
Ứng dụng cho y tế
Trong y tế thì pin Lithi-on được dùng trong mô cấy y khoa hoặc dùng trong những thiết bị dùng để đeo điện tử.
Lưu ý khi sử dụng Pin Lithium để kéo dài tuổi thọ pin
Pin Lithium được đánh giá là có độ bền cùng tuổi thọ cao. Tuổi thọ này có thể lên đến 5 năm nếu bạn sạc và sử dụng chúng đúng cách. Dưới đây là một số hướng dẫn sạc pin Lithi-on theo cách an toàn và hiệu quả:
- Nếu bạn muốn lưu trữ pin trong thời gian dài, hãy đảm bảo rằng nó đang ở mức khoảng 50% dung lượng. Điều này giúp bảo vệ pin khỏi việc bị sạc hoặc xả quá mức.
- Luôn sử dụng bộ sạc thiết kế riêng cho loại pin cụ thể và có công suất xác định. Việc sử dụng bộ sạc không phù hợp có thể gây hỏng pin hoặc gây ra các nguy cơ khác.
- Nếu bạn phát hiện mùi khét, nhiệt độ tăng cao hoặc thấy pin thay đổi hình dạng, bạn hãy ngắt ngay kết nối pin và ngừng sử dụng. Sau đó bạn đưa pin đến trung tâm bảo dưỡng hoặc đơn vị mua để được kiểm tra, thay thế nếu cần.
- Không để pin kết nối với bộ sạc sau khi quá trình sạc đã hoàn thành. Điều này giúp tránh tình trạng sạc pin quá mức cho phép.
- Để giảm nguy cơ cháy nổ, bạn hãy lưu trữ pin Lithium trong hộp đựng chuyên dụng được thiết kế để chống cháy nổ.
- Tránh sạc đồng thời các cell pin có độ tuổi và trạng thái sạc khác nhau để tránh tình trạng không đồng đều và mất cân bằng trong pin.
- Trước khi sạc, bạn hãy kiểm tra điện áp của tất cả các cell pin. Bạn cần đảm bảo rằng chúng không lệch quá 0,5V.
- Không sạc pin Lithi-on quá mức (cao hơn 4,2V với hầu hết loại pin Lithi-on) hoặc không xả quá mức (dưới 3V).
Pin Lithi-on là một công nghệ tiên tiến. Việc hiểu và tuân thủ các hướng dẫn về cách sạc và sử dụng chúng an toàn sẽ giúp bạn tận hưởng lợi ích mà không gặp phải các vấn đề rủi ro.
Tạm kết
Bài viết trên đã chia sẻ các thông tin về Pin Lithium cho mọi người tìm hiểu. Mọi người có thể thấy loại pin này được áp dụng vào khá nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Trong tương lai thì loại pin này còn hỗ trợ con người nhiều hơn và có thể giúp môi trường sống trong lành hơn.
Tham khảo bài viết liên quan:
