Ắc quy pin Lithium là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Ắc quy pin Lithium (pin Li-ion) là một loại pin sạc hoạt động dựa trên sự di chuyển của ion Lithium giữa điện cực âm và dương. Sự khác biệt trong cấu tạo và nguyên lý hoạt động này mang lại cho ắc quy Lithium mật độ năng lượng cao, tuổi thọ vượt trội và hiệu suất sạc nhanh so với công nghệ axit-chì truyền thống. Những đặc tính này giúp nó trở thành giải pháp lưu trữ năng lượng quan trọng cho nhiều ứng dụng từ thiết bị di động đến xe điện.

Nội dung chi tiết do Ắc Quy Gia Phát biên soạn dưới đây sẽ phân tích sâu hơn về Ắc quy pin Lithium là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Ắc quy pin Lithium là gì?

Ắc quy pin Lithium hay còn gọi là pin Li-ion hoặc pin Lithi-ion, đây là một loại pin thuộc công nghệ pin tiên tiến, có thể sạc được. Pin Lithium ion viết tắt là LIB. Ắc quy pin Lithium thường được sử dụng cho các thiết bị điện tử, xe điện di động và ngày càng phổ biến cho các ứng dụng quân sự và hàng không vũ trụ.

Đặc điểm, cấu tạo của bình ắc quy pin Lithium ion là gì?

• Ắc quy pin Lithium ion có mật độ năng lượng cao và khả năng tự phóng điện thấp.
• Các loại pin Lithium ion khác nhau sẽ có các đặc tính hóa học, hiệu suất, chi phí và mức độ an toàn khi sử dụng cũng khác nhau.
• Các thiết bị điện tử cầm tay chủ yếu sử dụng pin Lithium polymer, vật liệu cathode Lithium coban (LiCoO₂), cực dương graphit, cùng cung cấp mật độ năng lượng cao.
• Loại pin này được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ điện, thiết bị y tế và nhiều lĩnh vực khác.
• Do ắc quy pin Lithi-ion chứa dung dịch điện ly dễ cháy, được nén dưới áp suất cao nên nó trở nên đặc biệt nguy hiểm. Nếu như viên pin sạc quá nhanh sẽ gây đoản mạch dẫn đến cháy nổ. Bạn có thể tham khảo cách sạc bình ắc quy tại đây để kéo dài tuổi thọ pin.

Nguyên lý hoạt động của ắc quy pin Lithium

Loại ắc quy này sử dụng điện cực được làm từ các hợp chất có cấu trúc tinh thể dạng lớp.

Khi ắc quy ở trạng thái sạc và xả, các ion Lithium sẽ di chuyển và lấp đầy các khoảng trống giữa các lớp. Cụ thể, các ion Lithium di chuyển từ điện cực âm qua chất điện phân sang điện cực dương trong quá trình phóng điện và trở lại khi sạc. Phản ứng hóa học xảy ra sẽ cung cấp năng lượng cho thiết bị hoạt động.

Cực dương được làm bằng hợp chất oxit kim loại chuyển tiếp và Li (như LiMnO₂, LiCoO₂,…), còn cực âm được làm bằng graphite.

Ngoài ra, dung dịch điện ly của ắc quy pin Lithium (nghĩa là môi trường cho phép các ion Li chuyển dịch từ điện cực này sang điện cực kia) có độ dẫn ion tốt cũng là chất cách điện tốt.

Ưu điểm khi sử dụng ắc quy pin Lithium-ion

Việc sử dụng ắc quy pin Lithium ion thay thế cho ắc quy axit chì 12V là lựa chọn tốt nhất vì pin Lithium sở hữu nhiều ưu điểm như sau:

• So với các loại pin thông thường (chẳng hạn như ắc quy kiềm), pin Lithium có mức điện áp cao từ 3,7V – 3,8V.
• Pin Lithium ion có mức năng lượng thực tế đạt được là 555Wh/kg. Mức năng lượng này cao gấp 3 – 4 lần so với các loại pin Ni-MH, Ni-Cd.
• Các loại pin thông thường có vòng đời sử dụng từ 500 – 1000 lần.Trong khi đó, một số pin Lithium ion có thể đạt được mức vòng đời sử dụng 2000 lần. Đặc biệt, những loại thiết bị xả dòng nhỏ có tuổi thọ cao.
• Pin Lithium được xác nhận là sản phẩm an toàn với người sử dụng, không gây ô nhiễm hay độc hại đối với môi trường.
• Pin Lithium ion có tốc độ sạc nhanh, chỉ mất khoảng 30 phút là nạp được khoảng 80% dung lượng pin và cho hiệu suất hoạt động cao.

So sánh ắc quy chì với pin Lithium

Để có cái nhìn toàn diện hơn về các lựa chọn trên thị trường, việc phân biệt các loại bình ắc quy là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Dưới đây là bảng so sánh chi tiết giữa ắc quy axit chì 12V và ắc quy pin Lithium:

Pin Lithium có bền không?

Sau khi so sánh về sự khác nhau giữa pin Lithium và ắc quy chì, có thể thấy rằng pin Lithium có nhiều ưu điểm nổi trội và độ bền cao hơn ắc quy chì. Pin Lithium cho hiệu suất hoạt động trên 90%, tốc độ sạc nhanh và giảm tải cho bộ phận nạp điện của thiết bị điện khi sử dụng. Độ bền của pin Lithium kéo dài từ 4 – 5 năm, trong khi ắc quy chì chỉ khoảng 1 năm.

Một số lưu ý khi dùng Pin Lithium ion

Ắc quy Lithium ion thường có giá cao, cho nên nếu bạn muốn sử dụng pin Lithium thì hãy lưu ý một số điều sau:

• Hạn chế dùng hết pin rồi mới sạc.
• Ắc quy pin Lithium ion có tuổi thọ từ 2 – 3 năm, thậm chí không dùng cũng phải loại bỏ. Do đó, tránh dùng ắc quy đã quá hạn sử dụng kể từ ngày sản xuất.
• Tránh để pin ở nhiệt độ cao vì sẽ làm thoái hóa ắc quy.

Pin Lithium và ắc quy, loại nào thích hợp dành cho xe đạp, xe máy điện?

“Pin và các loại ắc quy, loại nào thích hợp để lựa chọn lắp đặt cho xe đạp, xe máy điện?” là một trong những câu hỏi mà nhiều khách hàng đặt ra trước khi mua ắc quy pin.

Pin Lithium sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật về độ bền và dung lượng nên phù hợp với các dòng xe đạp, xe máy điện. Đây cũng là xu hướng tất yếu trên thế giới hiện nay, khi ắc quy chì được thay thế bởi pin Lithium ion.

Đối với dòng xe đạp, xe máy điện, hầu hết đều sử dụng bình ắc quy Lithium 48V – 12Ah gồm 4 bình ắc quy 12V – 12Ah mắc nối tiếp nhau.

Loại bình này phù hợp với các động cơ có công suất nhỏ từ 350 đến 500W. Sử dụng các loại ắc quy chất lượng tốt sẽ giúp bạn có thể di chuyển trên quãng đường 50km chỉ với một lần sạc.

Với xe máy điện công suất lớn hơn từ 800W đến 1580W sẽ sử dụng chủ yếu hai loại bình ắc quy:

• Bình ắc quy 48V – 20Ah gồm 4 ắc quy 12V – 20Ah mắc nối tiếp nhau, dòng này phù hợp với công suất động cơ từ 800W đến 1000W. Mỗi lần sạc có thể di chuyển quãng đường có tổng chiều dài là 40 – 60km.
• Bình ắc quy 60V – 20Ah gồm 5 bình ắc quy 12V – 20Ah mắc nối tiếp nhau, phù hợp với công suất động cơ từ 1000W đến 1600W. Mỗi lần sạc có thể di chuyển tổng quãng đường là 60 – 80km.

Trên đây là những thông tin chia sẻ về pin Lithium là gì và một số loại bình ắc quy Lithium cho xe đạp, xe máy điện mà Ắc Quy Gia Phát vừa giới thiệu. Bạn cần tư vấn chi tiết về sản phẩm thì hãy liên hệ với chúng tôi. Ắc Quy Gia Phát cam kết sẽ mang lại sản phẩm chất lượng và dịch vụ tốt nhất.