Ngày nay, công nghệ pin lithium ngày càng quan trọng. Do điện áp cao, tự xả thấp và độ tin cậy đã được chứng minh, một loạt các ứng dụng có thể được cung cấp.
Đang xem: Lithium ion battery là gì
Đặc biệt, các công nghệ hóa học pin BR và CR đang dẫn đầu các ngành công nghiệp. Panasonic cung cấp một số lượng lớn pin 9v lithium (có thể sạc lại và không sạc được) và pin hình trụ.
Pin đã đi một chặng đường dài. Trong những năm qua, công nghệ cải tiến và thiết kế tốt hơn đã biến chúng thành một nguồn năng lượng rất an toàn và thiết thực. Tuy nhiên, chúng không hoàn toàn vô hại nếu xử lý không chính xác.
Pin lithium được làm bằng gì?
Các điện cực của pin lithium – ion được làm từ lithium và carbon nhẹ . Liti cũng là một nguyên tố có tính phản ứng cao, có nghĩa là rất nhiều năng lượng có thể được lưu trữ trong các liên kết nguyên tử của nó. Điều này chuyển thành mật độ năng lượng rất cao cho pin lithium – ion.
Pin lithium hoạt động như thế nào?
Chất điện phân mang các ion lithium tích điện dương từ cực dương đến cực âm và ngược lại qua thiết bị phân tách. Sự chuyển động của các ion lithium tạo ra các electron tự do ở cực dương tạo ra một điện tích tại bộ thu dòng điện dương. … Dải phân cách chặn dòng điện tử bên trong pin.
Công nghệ pin lithium là gì?
Pin lithium là một tổ hợp bao gồm nhiều tế bào, như pin axit-chì và nhiều loại pin khác. Pin axit chì có điện áp danh định là 2V / tế bào, trong khi pin pin lithium có điện áp danh định là 3,2V.
Do đó, để đạt được pin 12V, thông thường bạn sẽ có bốn ô được kết nối thành một chuỗi.
Điều này sẽ làm cho điện áp danh định của LiFePO4 12.8V. Tám tế bào được kết nối trong một chuỗi tạo ra một pin 24 V với điện áp danh định 25,6V và mười sáu tế bào được kết nối trong một chuỗi tạo ra một pin 48V với điện áp danh định là 51,2V.
Các điện áp này hoạt động rất tốt với các bộ biến tần 12 V, 24 V và 48V điển hình của bạn.
Pin lithium thường được sử dụng để thay thế trực tiếp pin chì-axit vì chúng có điện áp sạc rất giống nhau. Pin LiFePO4 bốn cell (12.8V), thường sẽ có điện áp sạc tối đa trong khoảng 14,4-14,6V (tùy theo khuyến nghị của nhà sản xuất).
Điều độc đáo của pin lithium là chúng không cần sạc hấp thụ hoặc được giữ ở trạng thái điện áp không đổi trong thời gian đáng kể.
Thông thường, khi pin đạt đến điện áp sạc tối đa, nó không còn cần phải sạc nữa. Các đặc tính xả của pin LiFePO4 cũng là duy nhất. Trong quá trình xả, pin lithium sẽ duy trì điện áp cao hơn nhiều so với pin axit chì thường được tải.
Không có gì lạ khi pin lithium chỉ giảm một phần mười volt từ một lần sạc đầy đến 75% được xả.
Một số dòng lithium như: Pin Cr2, một số dòng pin thương hiệu khác của sony, pin panasonic …
Một lợi thế đáng kể của lithium so với pin axit-chì là chúng không bị thiếu hụt chu kỳ. Về cơ bản, đây là khi pin không thể được sạc đầy trước khi được xả lại vào ngày hôm sau.
Đây là một vấn đề rất lớn với pin axit-chì và có thể thúc đẩy sự xuống cấp đáng kể của tấm nếu liên tục đạp xe theo cách này.
Pin LiFePO4 không cần phải được sạc đầy thường xuyên. Trên thực tế, có thể cải thiện một chút tuổi thọ tổng thể với một khoản phí nhỏ thay vì một lần sạc đầy.
Hiệu quả là một yếu tố rất quan trọng khi thiết kế hệ thống điện mặt trời. Hiệu suất của chuyến đi khứ hồi (từ đầy đủ đến chết và trở lại đầy đủ) của pin axit chì trung bình là khoảng 80%. Các hóa chất khác có thể còn tồi tệ hơn.
Hiệu suất năng lượng của chuyến đi khứ hồi của pin Lithium Iron Phosphate lên tới 95-98%. Chỉ riêng điều này là một cải tiến đáng kể cho các hệ thống bị thiếu năng lượng mặt trời trong mùa đông, việc tiết kiệm nhiên liệu từ sạc máy phát điện có thể rất lớn.
Giai đoạn sạc điện của pin chì-axit đặc biệt không hiệu quả, dẫn đến hiệu quả là 50% hoặc thậm chí ít hơn.
Xem xét pin lithium không hấp thụ sạc, thời gian sạc từ xả hoàn toàn đến đầy hoàn toàn có thể chỉ là hai giờ. Nó ‘ Cũng cần lưu ý rằng pin lithium có thể được xả gần như hoàn toàn theo đánh giá mà không có tác dụng phụ đáng kể. Tuy nhiên, điều quan trọng là đảm bảo các tế bào riêng lẻ không xả quá nhiều. Đây là công việc của Hệ thống quản lý pin tích hợp (BMS).
Một tế bào LiFePO4 sẽ bị hỏng vĩnh viễn nếu điện áp của tế bào giảm xuống dưới 2,5V, nó cũng sẽ bị hỏng vĩnh viễn nếu điện áp của tế bào tăng lên hơn 4.2V. BMS giám sát từng tế bào và sẽ ngăn ngừa thiệt hại cho các tế bào trong trường hợp dưới / quá điện áp.
Một trách nhiệm thiết yếu khác của BMS là cân bằng gói trong khi sạc, đảm bảo tất cả các tế bào đều được sạc đầy mà không bị sạc quá mức. Các tế bào của Pin AlKaline sẽ không tự động cân bằng vào cuối chu kỳ sạc. Có sự thay đổi nhỏ trong trở kháng thông qua các ô và do đó không có ô nào giống nhau 100%.
Trong pin axit-chì, dòng điện sẽ tiếp tục chảy ngay cả khi một hoặc nhiều tế bào được sạc đầy. Đây là kết quả của quá trình điện phân diễn ra trong pin, nước tách thành hydro và oxy. Dòng điện này giúp sạc đầy các tế bào khác, do đó cân bằng tự nhiên điện tích trên tất cả các tế bào. Tuy nhiên, một tế bào lithium được sạc đầy sẽ có điện trở rất cao và rất ít dòng điện sẽ chảy.
Do đó, các ô bị trễ sẽ không được sạc đầy. Trong quá trình cân bằng, BMS sẽ áp dụng một tải nhỏ cho các ô được sạc đầy, ngăn không cho nó quá tải và cho phép các ô khác bắt kịp.
Pin lithium 3V mang lại nhiều lợi ích hơn các hóa chất pin khác. Chúng là một giải pháp pin an toàn và đáng tin cậy, không sợ chạy trốn nhiệt và / hoặc khủng hoảng thảm khốc, đó là một khả năng đáng kể từ các loại pin lithium khác.
Xem thêm: Có Phải Trung Quốc Đang Nỗ Lực Xóa Bỏ Khái Niệm “ Tiểu Thịt Tươi Là Gì
Ví dụ như: pin AAA , Pin tiểu …
Những pin này có tuổi thọ rất dài, với một số nhà sản xuất thậm chí còn bảo hành pin cho tới 10.000 chu kỳ. Với tốc độ xả và nạp lại cao lên tới C / 2 liên tục và hiệu suất khứ hồi lên tới 98%, không có gì lạ khi những pin này đang đạt được lực kéo trong ngành. Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) là một giải pháp lưu trữ năng lượng hoàn hảo.
Hướng Dẫn Sử Dụng Pin Lithium An Toàn
Do đó, biết những gì (không) để làm với pin là một bước quan trọng đối với an toàn pin tối ưu . Đọc để tìm hiểu.
Sạc và an toàn pin
Nếu có thể, hãy sạc pin bằng bộ sạc từ cùng một thương hiệu. Mặc dù hầu hết các bộ sạc sẽ hoạt động tốt, nhưng lựa chọn an toàn nhất là sử dụng bộ pin sạc Panasonic để sạc pin cho Panasonic.
Nói về sạc, đừng lo lắng nếu pin của bạn nóng lên khi chạm vào trong khi đang sạc. Khi năng lượng mới chảy vào các tế bào, một số nhiệt là hoàn toàn tốt. Sử dụng thông thường: khi chúng trở nên nóng bất thường, hãy rút bộ sạc của bạn ngay lập tức.
Biết loại pin của bạn quá. Không phải tất cả pin đều có thể được sạc:
Pin carbon kiềm , đặc biệt và kẽm không thể được sạc. Khi chúng trống, hãy vứt bỏ chúng tại điểm tái chế gần nhất của bạn
Pin hydride kim loại niken (NiMH) và pin Lithium-Ion có thể được sạc lại nhiều lần
Theo dõi rò rỉ pin
Pin thường không tự rò rỉ. Rò rỉ thường xảy ra do tiếp xúc không đúng cách hoặc do để chúng trong các thiết bị không sử dụng.
Nếu bạn nhận thấy xả hóa chất, hãy chắc chắn không chạm vào nó. Hãy thử tháo pin bằng khăn giấy hoặc tăm. Vứt bỏ chúng tại điểm tái chế gần nhất của bạn.
Kích thước không thành vấn đề
Đừng thử lắp pin AA vào giá đỡ pin cỡ D. Một lần nữa, thiết bị có thể hoạt động hoàn hảo, nhưng nguy cơ tiếp xúc không đúng cách tăng đáng kể.
Nhưng đừng tuyệt vọng: bạn không nhất thiết phải mua pin lớn hơn cho những người có pin lớn.
Một miếng đệm pin sẽ thực hiện thủ thuật: nó cho phép bạn sử dụng pin AA một cách an toàn trong các ngăn chứa lớn hơn.
Bảo quản pin cao và khô
Giữ pin được lưu trữ cao và khô trong hộp không dẫn điện. Tránh lưu trữ chúng cùng với các vật kim loại có thể khiến chúng bị đoản mạch.
Bảo vệ pin của bạn
Giữ pin của bạn ở nơi trẻ em không thể với tới. Như mọi vật thể nhỏ, trẻ em có thể nuốt pin nếu chúng xử lý chúng không đúng cách.
Pin đồng xu (hay còn gọi CR2032) đặc biệt nguy hiểm nếu chúng bị nuốt, vì chúng có thể bị mắc kẹt trong cổ họng nhỏ hơn của trẻ và gây ngạt thở.
Nếu điều đó xảy ra, ngay lập tức đến phòng cấp cứu gần nhất của bạn.
An toàn pin không phải là khoa học tên lửa – đó là lẽ thường. Hãy cảnh giác với những cạm bẫy này và bạn sẽ có thể sử dụng pin của mình một cách tối ưu.
Đặc tính của pin lithium-ion
1. Điện áp sạc ảnh hưởng tới tuổi thọ pin
Theo số liệu thực nghiệm khi sạc một viên pin chịu được điện áp tối đa 4,2V thì pin sẽ có chu kỳ sử dụng 300 – 500 lần và siệu suất sử dụng đạt 100% nếu sạc bằng đúng điện áp 4,2V.
Trong trường hợp sạc với điện áp thấp hơn (4,1V), pin sẽ đạt được 600 – 1.000 chu kỳ sử dụng nhưng hiệu suất chỉ đạt 90%.
Trường hợp sạc với điện áp thấp hơn nữa (4V), chu kỳ sử dụng tăng lên 1.000 – 2.000 và hiệu suất giảm còn 80%. Tương tự với trường hợp 3,92V là 2.400 – 4.000 chu kỳ và 75% hiệu suất.
2. Mối liên quan giữa độ xả và dung lượng pin
Pin của bạn sẽ kéo dài tuổi thọ nếu bạn sạc nó thường xuyên hơn và tránh thải cạn năng lượng.
Ví dụ, nếu bạn thường xả pin điện thoại xuống mức 0%, nó sẽ chỉ đạt 300 – 500 chu kỳ trước khi bị suy giảm còn 70% khả năng lưu trữ.
Ngược lại, nếu bạn sạc pin thường xuyên, nó sẽ phục vụ bạn lâu hơn.
Lưu ý khi sử dụng pin lithium
1. Sạc nhiều lần thay vì sạc đầy
Thay vì sạc đầy 100% pin cho mỗi lần sạc thì bạn chỉ nên sạc tới một mức nào đó, ví dụ 30% lên 60% hay 45% lên 79%. Điều này sẽ hơi phiền phức do phải sạc nhiều lần mỗi ngày, nhưng nó có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin.
2. Không nên xả cạn pin
Luôn giữ một phần năng lượng trong pin thay vì xả cạn về mức 0% rồi mới sạc lại. Phần năng lượng đó có thể giúp quản lý các tế bào trong viên pin trong thời gian đợi người dùng cắm sạc.
3. Pin hoạt động tốt nhất ở 40%
Trạng thái tốt nhất của pin lithium-ion là khi còn 40% năng lượng. Đó cũng là lý do tại sao pin trong các thiết bị vừa xuất xưởng thường chứa 40% – 50% năng lượng.
4. Tránh nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp
Pin có thể mất tới 80% công suất hoạt động nếu để ở nhiệt độ 60 độ C trong 1 năm, còn ở 20 độ C thì công suất bị giảm tương ứng chỉ là 20%. Tương tự, nhiệt độ quá thấp như trong môi trường đóng băng cũng không tốt cho tuổi thọ của pin.
5. Không để pin cạn kiệt năng lượng quá lâu
Thông thường, pin lithium-ion sẽ ở trạng thái cạn kiệt năng lượng nếu rơi xuống mức điện áp 3V/cell. Ở mức 2,7V/cell thì mạch bảo vệ sẽ tự chuyển pin sang chế độ ngủ làm cho nó mất khả năng sạc theo thời gian. Do đó, trong quá trình sử dụng hay khi muốn cất giữ pin, bạn cũng cần chú ý tới mức dung lượng tốt theo khuyến cáo là 40%.