Pin Lithium sắt phốt phát được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Thậm chí một số hãng ô tô lớn như Tesla hay Toyota còn dần chuyển sang dùng pin Lithium sắt phốt phát cho xe. Vậy loại pin này có gì đặc biệt mà được ưa chuộng đến vậy? Xem ngay bài viết dưới đây để tìm kiếm câu trả lời ngay nhé!
Pin Lithium sắt photphat là gì?
Pin Lithium sắt phốt phát còn được biết đến với tên hóa học đầy đủ là Lithium Iron Phosphate – LiFePO4), gọi tắt là pin LFP. Loại pin này thuộc dòng pin Lithium có thể sạc lại nhiều lần. Lõi pin sử dụng vật liệu LiFePO4. Sản phẩm được đánh giá rất cao bởi sở hữu mật độ năng lượng rất cao, thời gian hoạt động lâu dài, tuổi thọ cao và an toàn.
Cách hoạt động của pin LiFePO4
Về cơ bản, cấu tạo của pin Lithium sắt phốt phát bao gồm 8 thành phần chính như sau:
- Điện cực dương
- Điện cực âm
- Chất điện phân
- Dải phân cách
- Than chì
- Oxit kim loại liti (LiFePo4)
- Muối Lithium
- Màng Polymer
Khi thực hiện sạc pin LiFePo4, các ion Lithium (Li+) sẽ được giải phóng khỏi cực âm và di chuyển về phía cực dương thông qua chất điện phân. Và khi pin được sạc đầy, cực dương sẽ lưu trữ nhiều Lithium hơn cực âm. Ngược lại với quá trình xả pin, các ion Lithium sẽ từ cực dương sang cực âm và khi đó cực âm sẽ dần lưu trữ nhiều Lithium hơn cực dương. Cũng chính từ chuyển động này của các ion lithium bên trong pin đã tạo ra dòng điện giữa hai điện cực và tạo ra điện tích bên ngoài pin.
>>> Có thể bạn quan tâm: Nhôm có dẫn điện không? Những điều bạn cần biết về Nhôm
Ưu nhược điểm của pin Lithium sắt photphat
Để giúp khách hàng có đánh giá khách quan nhất về pin LiFePO4, chúng tôi xin chia sẻ thông tin về ưu và nhược điểm chi tiết như sau:
Ưu điểm
– Thân thiện với môi trường: Pin LiFePO4 không chứa các kim loại có hại bởi vật trong quá trình sản xuất và sử dụng không gây độc hại, ô nhiễm môi trường. Đồng thời, việc sử dụng pin Lithium sắt phốt phát cũng giúp tiết kiệm chi phí và ít tốn kém hơn các loại pin lithium-ion và Lithium polymer khác.
– Giá rẻ: Năm 2020 trong báo cáo của Bộ Năng lượng Mỹ, pin LiFePO4 có giá tính trên mỗi kWh thấp hơn khoảng 6% so với pin NMC. Nguyên nhân là bởi dòng pin này không sử dụng các nguyên liệu đắt đỏ.
– Tuổi thọ cao hơn và có thể sạc nhiều lần hơn: So với các dòng pin lithium-ion khác, pin Lithium sắt phốt phát có tuổi thọ dài hơn. Trung bình pin cho phép sạc hơn 3.000 chu kỳ. Thậm chí trong điều kiện tối ưu có thể sạc hơn 10.000 chu kỳ. Ngoài ra, tốc độ giảm dung lượng cũng chậm hơn các loại pin lithium-ion khác. Từ đó đảm bảo độ bền bỉ và tăng tuổi thọ cho pin.
– Hiệu suất cao: Pin Lithium sắt phốt phát có tỷ lệ công suất/trọng lượng cao nhất. Điều này đồng nghĩa với việc pin có thể tạo ra dòng điện và công suất lớn mà không ngại vấn đề bị quá nhiệt.
– An toàn và ổn định: Một trong những ưu điểm giúp pin Lithium sắt phốt phát phổ biến trên thị trường là độ ổn định nhiệt, hóa học, hạn chế tối đa tình trạng cháy nổ bởi nguy cơ tỏa nhiệt thấp. Đây là 2 yếu tố quan trọng nhất tăng tính an toàn khi sử dụng. Bên cạnh đó, pin LiFePo4 không hòa tan trong nước và không cháy. Thậm chí trong những tình huống đặc biệt nguy hiểm như va chạm hoặc đoản mạch, pin Lithium sắt phốt phát cũng không bị vỡ hay phát nổ, bắt lửa. Bởi vậy mà pin LiFePo4 luôn là sự lựa chọn an toàn nhất cho cả các thiết bị gia dụng và công nghiệp.
– Chịu được nhiệt độ khắc nghiệt: Các loại pin lithium-ion có thể gặp khó khăn khi hoạt động ngoài khoảng nhiệt độ tối ưu, từ 10 độ C đến 55 độ C. Trái lại, pin LFP có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt hơn, từ -40 độ C đến 120 độ C. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cực thấp hoặc cực cao, hiệu suất của pin LFP sẽ giảm đáng kể.
– Tốc độ sạc nhanh và tỷ lệ tự xả thấp: Pin LFP có khả năng sạc nhanh hơn so với pin axit chì và các loại pin lithium-ion khác. Pin LFP thường có mật độ năng lượng cao gấp 4 lần và tốc độ sạc nhanh gấp 5 lần so với pin axit chì. Hầu hết các pin LFP được kết hợp từ 4 viên pin thành một khối. Điện áp thông thường của mỗi viên pin LFP là 3,2 V. Khi ghép 4 viên pin LFP lại, ta có thể tạo ra một pin 12 V, là sự thay thế tuyệt vời cho pin axit chì 12V. Mặc dù ban đầu, pin LFP có giá cao hơn pin axit chì, nhưng tuổi thọ dài của pin LFP sẽ cân bằng chi phí ban đầu này. Trong hầu hết các trường hợp, pin LFP có tuổi thọ gấp 5-10 lần so với pin axit chì, giúp tiết kiệm chi phí trong quá trình sử dụng.
Nhược điểm
Ngoài những ưu điểm vượt trội kể trên, pin Lithium sắt phốt phát vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như sau:
– Mật độ năng lượng thấp hơn: So sánh với các loại pin Lithium-ion cùng dòng, pin LiFePO4 có năng lượng thấp hơn. Cụ thể, mật độ năng lương chỉ từ 90 đến 120 Wh/kg trong khi đó, các loại pin tương tự có mật độ năng lượng từ 150 đến 200 Wh/kg.
– Hiệu suất kém ở nhiệt độ thấp: Pin có hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ từ 10 độ C – 40 độ C. Và ở nhiệt độ thấp hơn < 10 độ C hiệu suất xả của nó sẽ kém đi rất nhiều.
– Không phù hợp với các thiết bị nhỏ: Cũng chính bởi mật độ năng lượng thấp và xả sâu nên loại pin này không phù hợp với các thiết bị nhỏ như điện thoại thông minh.
>>> Xem thêm: Nhôm hidroxit là gì? Tính chất và ứng dụng của nhôm hidroxit
Ứng dụng pin Lithium sắt photphat
Hiện nay, pin LiFePO4 được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực bởi rất nhiều ưu điểm kể trên. Một số ứng dụng phổ biến nhất của loại pin này bao gồm: Pin sạc cho xe đạp điện, xe máy điện, pin năng lượng mặt trời, hệ thống đèn đường, pin cho các thiết bị điện tử. Đặc biệt, pin Lithium sắt photphat còn được xem là sự lựa chọn lý tưởng cho xe nâng, xe đạp điện hoặc ô tô điện. Điển hình, hãng xe điện Tesla đã sử dụng loại pin này cho một số mẫu xe như Model 3 và Model Y bản Standard Range được sản xuất tại Trung Quốc.
Trên đây là những thông tin giải đáp pin Lithium sắt phốt phát Pin là gì? Đồng thời chia sẻ thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như những ưu nhược điểm, ứng dụng của pin trong cuộc sống. Qua đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về loại pin này và lựa chọn sử dụng phù hợp với mục đích của mình.
