Pin Lithium là gì? Cấu tạo và so sánh chi tiết so với pin ắc quy chì

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động tốt, sạc nhanh và có khả năng chịu được nhiệt độ cao. Hãy cùng The Citylight tìm hiểu pin Lithium là gì? Cấu tạo của loại pin này ra sao và nó khác gì so với pin ắc quy chì thường được sử dụng trước đây

Xem nhanh

1. Pin Lithium là gì?
2. Cấu tạo pin Lithium
3. So sánh pin Lithium với ắc quy chì
4. Pin Lithium có bền không?

 

1. 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,… 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.

 

 

Nói một cách khác, pin Lithium được kì vọng sẽ thay thế cho ắc quy chì - thường được sử dụng trong ô tô, xe máy và các loại xe điện trước đây. 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. 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.

Ví dụ:

  • Các thiết bị điện di động: sử dụng pin Lithium có điện cực âm làm bằng Lithium Coban Oxit (LiCoO2, viết tắt LCO). Đặc điểm của chất này là có mật độ năng lượng cao nhưng kém an toàn khi pin bị rò rỉ, gây nguy hiểm.
  • Các thiết bị điện y tế, xe điện: sử dụng pin Lithium có điện cực dương thường làm bằng Lithium Sắt Phosphate (LiFePO4, viết tắt LFP), Lithium Niken Mangan Coban Oxit (LiNiMnCoO2, viết tắt NMC), và Lithium Mangan Oxit (LiMn2O4, Li2MnO3, viết tắt LMO). Dù các vật liệu này có mật độ năng lượng thấp hơn so với LCO nhưng lại có tuổi thọ lâu và sử dụng an toàn hơn.

Bán phản ứng tại cực dương (cathode) trong vật liệu dạng lớp LCO được viết như sau (chiều thuận là sạc, chiều nghịch là xả):

LiCoO2 {\displaystyle \rightleftharpoons } CoO2 + Li+ + e-

Bán phản ứng tại cực âm (anode) trong vật liệu dạng lớp graphite (chiều thuận là sạc, chiều nghịch là xả):

C6 + Li+ + e- {\displaystyle \rightleftharpoons } LiC6

Phản ứng của cả pin (chiều thuận là sạc, chiều nghịch là xả)

C6 + LiCoO2 {\displaystyle \rightleftharpoons } LiC6 + CoO2

Như vậy khi sạc, C60 (anode) bị khử thành C61-, Co3+ bị oxi hóa thành Co4+, và ngược lại khi xả.

Về cơ bản các phản ứng luôn có giới hạn. Nếu như xả quá mức (nhét thừa ion liti) một liti coban oxit đã bão hòa sẽ dẫn đến hình thành liti oxit, theo phản ứng một chiều sau:

LiCoO2 + Li+ + e- → Li2O + CoO

Nếu sạc quá thế pin LCO lên trên 5,2 V sẽ dẫn đến hình thành coban IV oxit, theo phản ứng một chiều sau, điều này đã được kiểm chứng bằng nhiễu xạ tia X.

LiCoO2 → Li+ +e- + CoO2NMC hiện nay là chất phổ biến và ưu tiên sử dụng cho pin ứng dụng trong dòng xe điện.

 

3. So sánh pin Lithium với ắc quy chì

 

Pin Lithium

Ắc quy chì

Độ bền  Khoảng 4 - 5 năm Khoảng 1 năm
Mật độ năng lượng sạc - xả

20 Wh/kg, 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 kém. 

Thời gian sạc
  • Nhanh, 3 - 4 tiếng, thậm chí vài phút.
  • Sử dụng hết pin (gọi là xả), không lo bị hỏng pin sau một thời gian sử dụng.
  • Chậm, 6 - 8 tiếng.
  • Nếu bị xả quá 50% mà không được sạc đầy, thì ắn quy dễ bị hỏng sau 1 - 2 tháng sử dụng.
  • Nếu bị xả tới tận đáy sẽ xuất hiện PbSO4 gây hỏng bản cực và chết 
Khối lượng

Nhẹ, khoảng 3 - 4 kg

Khá nặng, 12 - 15 kg

Khả năng chống nước Không
Bảo hành Tùy nhà sản xuất (thời gian lâu) Tùy nhà sản xuất (thời gian ngắn)
Khả năng chống cháy nổ Cao Thấp
Ảnh hưởng môi trường
  • Ít, vì được cấu tạo bởi những cell rắn lithium, không có chì hoặc axit.
  • Nhiều, vì được cấu tạo bởi chì và axit. 

4.Pin Lithium có bền không?

Sau khi so sánh về các yếu tố giữa pin Lithium và ắc quy chì, chúng ta thấy rằng việc sử dụng pin Lithium có nhiều ưu điểm và dĩ nhiên độ bền của loại pin này cao hơn ắc quy chì rất nhiều.

Pin Lithium mang lại hiệu suất hoạt động trên 90%, cho tốc độ sạc nhanh và giảm tải cho bộ phận nạp điện của thiết bị điện khi sử dụng. Độ bền của pin Lithium có thể kéo dài đến 4 - 5 năm, trong khi ắc quy chì chỉ khoảng 1 năm.

 

Pin Lithium sử dụng lưu trữ trong hệ thống đèn đường Led năng lượng mặt trời



Tin tức liên quan

Điều gì tạo nên sức mạnh của bóng đèn chiếu sáng LED đối với thị trường chiếu sáng hiện nay
Điều gì tạo nên sức mạnh của bóng đèn chiếu sáng LED đối với thị trường chiếu sáng hiện nay

741 Lượt xem

Bóng đèn chiếu sáng LED ngày càng trở nên phổ biến và đa dụng cho nhiều các hệ thống chiếu sáng khác nhau. Vậy điều gì đã tạo nên sức mạnh đó của bóng đèn chiếu sáng LED đối với thị trường chiếu sáng?

Một số mẫu đèn chiếu sáng cảnh quan sân vườn Led Garden cho công viên
Một số mẫu đèn chiếu sáng cảnh quan sân vườn Led Garden cho công viên

1830 Lượt xem

Đèn chiếu sáng cảnh quan Led Garden có chức năng cao trong việc hỗ trợ chiếu sáng cho chiếu sáng công viên, sân vườn. Nó có nhiều lợi ích trong cuộc sống. Nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua đèn chiếu sáng cảnh quan Led Garden nhưng chưa biết nên mua mẫu nào thì dưới đây The Citylight sẽ nêu một vài mẫu đèn cảnh quan phổ biến nhất hiện nay.

Chất lượng ánh sáng của đèn âm trần Led Downlight và những điều bạn cần biết
Chất lượng ánh sáng của đèn âm trần Led Downlight và những điều bạn cần biết

645 Lượt xem

Để lựa chọn một sản phẩm đèn âm trần Led Downlight chất lượng thì cần có những tiêu chuẩn gì tốt. Đèn âm trần Led Downlight mang đến cho cuộc sống những tiện ích gì mà bạn nên sử dụng nó.

Mọi thứ bạn cần biết về đèn LED chiếu sáng
Mọi thứ bạn cần biết về đèn LED chiếu sáng

550 Lượt xem

Có thể nói hiện tại đèn LED chính là sự lựa chọn tối ưu cho hệ thống chiếu sáng căn nhà, cửa hàng hay kể cả không gian ngoài trời của bạn. Trong bài viết này, The Citylight sẽ giới thiệu cho bạn về những điều bạn nên biết về đèn LED chiếu sáng.

Như thế nào là một chiếc đèn thanh ray Led Tracklight tốt? Những tiêu chí đánh giá đèn thanh ray Led Tracklight nhất định phải phải biết
Như thế nào là một chiếc đèn thanh ray Led Tracklight tốt? Những tiêu chí đánh giá đèn thanh ray Led Tracklight nhất định phải phải biết

638 Lượt xem

Đèn thanh ray Led Tracklight mang đến hiệu ứng chiếu sáng tuyệt vời với khả năng chiếu điểm của nó. Vừ có công dụng làm nổi bật vật thể, lại có thể tạo điểm nhấn cho không gian nó chiếu sáng. Vậy làm sao để chọn lựa những chiếc đèn thanh ray Led Tracklight tốt, đâu là những tiêu chí cho đèn thanh ray Led Tracklight.

Cách lắp đặt đèn LED downlight âm trần
Cách lắp đặt đèn LED downlight âm trần

3 Lượt xem

Đèn LED thể hiện rõ những ưu điểm của mình khi so sánh với các loại đèn khác, khác với các kiểu đèn khác, đèn LED downlight có cách lắp đặt không giống kiểu đèn truyền thống hãy cùng xem cách lắp đặt của đèn LED downlight.

Giới thiệu về Đèn cảnh quan sân vườn Led Garden - Ứng dụng - ưu điểm
Giới thiệu về Đèn cảnh quan sân vườn Led Garden - Ứng dụng - ưu điểm

741 Lượt xem

Đèn chiếu sáng cảnh quan sân vườn Led Garden đã quá quen thuộc với việc trang trí khuôn viên sân vườn. Vậy như thế nào là đèn chiếu sáng cảnh quan sân vườn? Ưu điểm và ứng dụng của chúng?

8 lý do bạn nên sử dụng đèn cảnh quan sân vườn
8 lý do bạn nên sử dụng đèn cảnh quan sân vườn

734 Lượt xem

Có rất nhiều lý do chính đáng để lắp đặt đèn chiếu sáng cảnh quan sân vườn cho khu nhà bạn. Trong bài viết này, The Citylight sẽ nêu lên 8 lý do mà bạn nên sở hữu một hệ thống đèn chiếu sáng cảnh quan sân vườn.


Bình luận
  • Đánh giá của bạn
Đã thêm vào giỏ hàng