Pin Lithium Ion là gì?

Pin lithium Ion hay LIB nổi danh với công nghệ chế tạo tiên tiến và được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực ô tô điện hiện nay. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo pin Lithium Ion, cũng như nguyên lý hoạt động, hãy cùng Ắc Quy Bảo Vân  khám phá ở bài viết dưới đây nhé.

Pin lithium ion là pin gì?

Pin Lithium Ion hay còn có tên gọi khác là pin li-on, viết tắt là LIB. Điểm đặc biệt của loại pin này là có Ion Lithium là thành phần chính, được ứng dụng công nghệ tiên tiến và có thể sạc được.

Pin lithium ion thường được sử dụng cho nhiều thiết bị khác nhau như máy tính, máy chụp hình, điện thoại,…Với tiềm năng sử dụng cao, loại pin này đã được chú trọng nghiên cứu và phát triển để ứng dụng để làm pin ô tô điện, xe máy điện, xe đạp điện,..Ngoài ra, pin LIB còn được dùng trong kỹ thuật của ngành quân đội, hàng không,….

Cấu tạo của pin lithium ion

Cấu tạo pin Lithium Ion gồm 5 phần chính, bao gồm: 1 cực dương, 1 cực âm, chất điện phân, hai bộ thu dòng điện và bộ phân tách.

• Cực dương pin LIB (Cathode): vật liệu được sử dụng để làm điện cực dương là LicoO2 và LiMnO4, có cấu trúc phân tử gồm Oxide Coban liên kết với nguyên tử Lithium. Khi có dòng điện chạy qua pin, lúc này nguyên tử Lithium sẽ tách khỏi cấu trúc ban đầu và tạo thành ion dương Lithium (Li+)
• Cực âm pin LIB (Anode): điện cực âm pin Lithium Ion lại có cấu tạo từ than chì và một số vật liệu carbon khác, có khả năng lưu giữ các ion dương Lithium trong tinh thể.
• Bộ phân tách: thành phần này còn được gọi là màng ngăn cách điện, được làm từ chất liệu nhựa PE hoặc PP, được đặt giữa cực dương và cực âm. Bộ phân tách sẽ được thiết kế với nhiều lỗ nhỏ để giúp các ion Li+ đi qua được,  ngăn cách cực dương và cực âm.
• Chất điện phân: đây là chất lỏng lấp đầy hai cực pin và màng ngăn: Chất điện phân có thành phần LiPF6 và dung môi hữu cơ, đóng vai trò là vật dẫn các ion Li+ từ. Có thể hiểu chất điện phân là môi trường truyền Ion Lithium giữa hai điện cực trong quá trình sạc và xả pin. Độ dẫn Ion Lithium phải đạt mức 1-2S/cm ở nhiệt độ phòng, khi nhiệt độ tăng đến 40 độ thì có thể tăng 30% đến 40%, hoặc khi nhiệt độ xuống dưới 0 độ C thì giảm nhẹ, lúc này dung dịch điện ly cho pin Lithium mới có độ dẫn ion tốt được.
• 

Pin Lithium Ion và cơ chế hoạt động

Cực âm và cực dương của pin Lithium Ion đóng vai trò là nguyên liệu trong phản ứng điện hóa. Lúc này dung dịch điện phân sẽ tạo môi trường dẫn để các ion Lithium có thể di chuyển giữa hai điện cực âm và dương. Khi pin di chuyển, dòng điện sẽ chạy ở mạch ngoài.

Nguyên lý hoạt động của pin Lithium Ion sẽ thể hiện rõ nhất quá trình này ở quy trình sạc, xả. Cụ thể:

• Quy trình xả: các ion-liti sẽ mang điện dương và di chuyển từ cực âm qua dung dịch điện ly đến cực dương. Lúc này dương cực sẽ có phản ứng với các ion liti. Cứ mỗi lúc có 1 ion Li di chuyển từ cực âm đến cực dương trong pin thì ở phần mạch ngoài lại có 1 electron chuyển động từ cực âm sang cực dương. Nhờ cơ chế này mà điện tích giữa 2 cực được cân bằng.
• Quy trình sạc: So với quy trình xả thì các bước trong quy trình sạc lại diễn ra ngược lại. Dưới tác động của điện áp sạc, các electron bị buộc chạy từ điện cực dương của pin (lúc này đã trở thành cực âm), các ion Li bị tách khỏi cực dương và di chuyển trở về điện cực âm của pin (úc này trở thành cực dương). Các quá trình sạc và xả pin sẽ bị đảo chiều.
• 
• Trong 1 chu kỳ phóng điện, các nguyên tử liti ở cực dương sẽ bị ion hóa, sau đó tách khỏi các điện tử của chúng. Các ion liti này sẽ di chuyển từ cực dương và đi qua các chất điện phân và đến cực âm. Tại cực âm, các ion liti này sẽ tái kết hợp với các điện tử và trung hòa về điện.

5+ Ưu điểm vượt trội của pin Lithium ion cho xe ô tô điện.

Pin lithium-ion được coi là một bước tiến mới trong ngành công nghệ pin ô tô điện, khi sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật hơn so với các loại pin thông thường dùng trên xe điện khác. Cụ thể như:

Dung lượng pin lớn

Đầu tiên, ưu điểm của pin lithium ion được nhiều người quan tâm nhất chính là về dung lượng lưu trữ của pin. Loại pin này cung cấp mật độ năng lượng cao hơn hẳn các dòng pin xe điện cùng phân khúc (khoảng 300 đến 500 Wh/kg). Vì pin lithium có hạn mức tự xả thấp, nên những lúc phương tiện không hoạt động thì dung lượng cũng không bị hao hụt nhiều.

Tuổi thọ pin cao

Tuổi thọ sử dụng lâu bền cũng là một ưu điểm của pin sạc pin lithium ion, khi thời gian pin đạt 100% có thể kéo dài tối thiểu đến 7 năm và sau đó duy trì ở mức khoảng 70% – 80% so với ban đầu. Nhưng nhìn chung, tuổi thọ trung bình của pin xe điện lithium ion hầu hết đều rất cao, thường từ 10 – 20 năm mới phải thay một lần.

Hiện nay, sử dụng công nghệ pin Lithium ion đạt tiêu chuẩn IP67. Quá trình triển khai, hãng xe liên tục cho kiểm tra nghiêm ngặt, đồng thời hỗ trợ các chính sách bảo hành, bảo dưỡng và đổi pin mới giúp khách hàng giảm thiểu tối đa những thiệt hại do sự hao mòn pin mang lại.