Pin Lithium-ion được sử dụng trong hầu hết các thiết bị kỹ thuật số như hệ thống liên lạc nội bộ và camera, cũng như điện thoại thông minh và máy tính xách tay... Nguyên nhân là do trọng lượng nhẹ, nhỏ gọn và hiệu suất sạc - xả cực tốt, nhưng "ắc quy chì" (hay còn gọi là pin axit-chì) thông thường vẫn là xu hướng chủ đạo cho phân khúc xe máy hiện nay.
Nhiều người vẫn tỏ ra nghi ngờ về pin lithium-ion dành cho xe máy, vì có tin đồn rằng pin lithium-ion đời đầu có thể gây ra các vấn đề như đánh lửa, nổ và dễ bị hỏng khi sạc. Cùng tìm hiểu về loại pin này sau đây nhé:
Ngoài ra, titan disulfua có thể phản ứng tạo thành các hợp chất hidro sunfua có mùi khó chịu khi tiếp xúc với không khí. Chính vì vậy, Exxon đã ngưng sản xuất pin lithium của Whittingham.
Năm 1980, John Goodenough là giáo sư vật lý người Mỹ đã phát minh ra một loại pin lithium khác. Ông đã tạo ra pin lithium 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, Akira Yoshino giáo sư của Đại học Meijo, Nhật Bản 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 này của Yoshino là tiền thân trực tiếp của pin Lithium-ion (LIB) thời hiện đại.
Lịch sử phát triển pin lithium-ion trải qua sự phát triển của 3 giáo sư.
Pin lithium-ion bắt đầu được thương mại hóa bởi Sony Energytec năm 1991. Ngày nay lithium đã trở thành loại pin thống trị trên thị trường dành cho các thiết bị di động, thiết bị lưu trữ điện UPS trên toàn thế giới, đặc biệt là ô tô điện.
(Pin lithium-ion) Hình ảnh ví dụ là nước được cung cấp qua một đường ống to (sạc nhanh) và một lượng lớn nước được xả ra từ một vòi lớn. Mật độ năng lượng cao nên kích thước có thể nhỏ.
(Pin chì) Hình ảnh vis dụ là nước được cung cấp từ một đường ống nhỏ (sạc không nhanh) và nước được xả ra từ một vòi nhỏ. Để phát ra dòng điện lớn, cần có kích thước lớn tương ứng.
Ngoài ra, do mật độ năng lượng trên một đơn vị trọng lượng cao nên nó có thể được chế tạo nhỏ gọn. Tuy nhiên, bản thân công suất nhỏ nên pin lithium-ion sẽ không phù hợp cho những xe máy tiêu tốn nhiều điện năng trực tiếp từ pin (khi chưa nổ máy).
Pin lithium (SHORAI) 3,3V x 4 = 13,2V.
Pin chì 2.1V x 6 = 12.6V.
Mặc dù được gọi là pin lithium-ion nhưng có rất nhiều loại khác nhau, bao gồm polymer, mangan, ferit,... là những vật liệu điển hình. Trong những ngày đầu của lithium polymer, việc sạc quá mức và xả quá mức dễ gây ra các tai nạn thường xuyên như đánh lửa và nổ, vì vậy pin lithium có hình ảnh xấu trong mắt người dùng thời kì mới ra mắt, tuy nhiên nhược điểm này đã được cải thiện đáng kể.
Nhiều người vẫn tỏ ra nghi ngờ về pin lithium-ion dành cho xe máy, vì có tin đồn rằng pin lithium-ion đời đầu có thể gây ra các vấn đề như đánh lửa, nổ và dễ bị hỏng khi sạc. Cùng tìm hiểu về loại pin này sau đây nhé:
Lịch sử phát triển của pin Lithium-ion
Vào năm 1970, M. Stanley Whittingham là nhà hóa học người Anh, khi làm việc cho Exxo, đã sử dụng titan (IV) sulfua và kim loại lithi làm điện cực. Tuy nhiên, pin sạc lithium từ thí nghiệm này không thể ứng dụng vào thực tế. Titan disulfua cần phải tổng hợp trong điều kiện chân không. Nếu để thực hiện điều này sẽ rất tốn kém (khoảng 1.000USD/ 1kg titan disulfua vào những năm 1970).Ngoài ra, titan disulfua có thể phản ứng tạo thành các hợp chất hidro sunfua có mùi khó chịu khi tiếp xúc với không khí. Chính vì vậy, Exxon đã ngưng sản xuất pin lithium của Whittingham.
Năm 1980, John Goodenough là giáo sư vật lý người Mỹ đã phát minh ra một loại pin lithium khác. Ông đã tạo ra pin lithium 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, Akira Yoshino giáo sư của Đại học Meijo, Nhật Bản 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 này của Yoshino là tiền thân trực tiếp của pin Lithium-ion (LIB) thời hiện đại.
Lịch sử phát triển pin lithium-ion trải qua sự phát triển của 3 giáo sư.
Pin lithium-ion bắt đầu được thương mại hóa bởi Sony Energytec năm 1991. Ngày nay lithium đã trở thành loại pin thống trị trên thị trường dành cho các thiết bị di động, thiết bị lưu trữ điện UPS trên toàn thế giới, đặc biệt là ô tô điện.
Pin Lithium-ion có khả năng sạc nhanh và xả rất tốt
Dễ hiểu hơn nếu pin được ví như một “bể chứa nước”. So với pin axit-chì, pin lithium-ion có thể được sạc nhanh hơn do vật liệu và cấu tạo của chúng, đồng thời có thể tạo ra một lượng điện lớn trong một khoảng thời gian ngắn.
(Pin lithium-ion) Hình ảnh ví dụ là nước được cung cấp qua một đường ống to (sạc nhanh) và một lượng lớn nước được xả ra từ một vòi lớn. Mật độ năng lượng cao nên kích thước có thể nhỏ.
(Pin chì) Hình ảnh vis dụ là nước được cung cấp từ một đường ống nhỏ (sạc không nhanh) và nước được xả ra từ một vòi nhỏ. Để phát ra dòng điện lớn, cần có kích thước lớn tương ứng.
Ngoài ra, do mật độ năng lượng trên một đơn vị trọng lượng cao nên nó có thể được chế tạo nhỏ gọn. Tuy nhiên, bản thân công suất nhỏ nên pin lithium-ion sẽ không phù hợp cho những xe máy tiêu tốn nhiều điện năng trực tiếp từ pin (khi chưa nổ máy).
Vật liệu và cấu tạo khác với Pin Axit-chì
Cả pin axit-chì và pin lithium-ion đều sạc và phóng điện thông qua các phản ứng hóa học, nhưng vật liệu cấu tạo là khác nhau. Và mặc dù pin xe máy được cho là "12 volt", nhưng điện áp trên mỗi ô và tổng số ô ở mỗi loại là khác nhau, do đó điện áp khi được sạc đầy thực sự khác nhau. Và trong điều kiện điện áp sạc của phía xe máy giảm xuống dưới điện áp tiêu chuẩn của Pin (ắc quy) thì sẽ không thể sạc lại được.
Pin lithium (SHORAI) 3,3V x 4 = 13,2V.
Pin chì 2.1V x 6 = 12.6V.
Mặc dù được gọi là pin lithium-ion nhưng có rất nhiều loại khác nhau, bao gồm polymer, mangan, ferit,... là những vật liệu điển hình. Trong những ngày đầu của lithium polymer, việc sạc quá mức và xả quá mức dễ gây ra các tai nạn thường xuyên như đánh lửa và nổ, vì vậy pin lithium có hình ảnh xấu trong mắt người dùng thời kì mới ra mắt, tuy nhiên nhược điểm này đã được cải thiện đáng kể.