Pin xạc Lithium ion

Pin lithium ion  hay  pin Li-ion  là  loại pin có thể sạc lại trong đó các ion lithium di chuyển từ điện cực âm đến cực dương trong quá trình xả, và trở lại khi sạc.

Pin lithium ion  hay  pin Li-ion  là  loại pin có thể sạc lại trong đó các ion lithium di chuyển từ điện cực âm đến cực dương trong quá trình xả, và trở lại khi sạc. Pin li-ion sử dụng một hợp chất lithium làm vật liệu điện cực, so với lithium kim loại được sử dụng trong pin lithium không thể sạc.

 

Pin li-ion sử dụng phổ biến trong thiết bị điện tử tiêu dùng. Cũng là  loại phổ biến nhất cho thiết bị điện tử di động,  mật độ năng lượng cao trên 300W/Kg, hiệu năng nạp/phóng  80-90%, giá thành 2,5 wh/US$, không có hiệu ứng nhớ ( nghiên cứu mới đã cho thấy dấu hiệu của hiệu ứng bộ nhớ trong pin Lithium ion ), tự phóng  8%/tháng(21oC) , chu trình phóng nạp (tới 80% C) khoảng 400-2000 lần.Pin Li-ion đươc sử dụng phổ biến trong quân sự, xe điện, và các ứng dụng hàng không vũ trụ.

 Tuy nhiên, Pin Li-ion thường xảy hỏng khi quá nóng, thậm chí gây cháy, nổ. Ta thường thấy các hãng sản xuất từ lớn đến nhỏ đều gặp nạn với dòng pin xạc này : 10 triệu pin Sony có lỗi vào tháng 12/2006. Tháng 3/2007 Lenovo gặp trục trặc với 205.000 pin có nguy cơ cháy nổ. Mới đây nhất là sự cố pin trên máy bay Dreamline Boeing 787của hàng không Nhật Bản.

 Cấu tạo :Ba thành phần chức năng chính của một pin li-ion là điện cực âm, điện cực dương và chất điện phân. Điện cực âm của một Cell pin li-ion thông thường được làm từ carbon. Điện cực dương là một oxit kim loại, và chất điện phân là muối lithium trong dung môi hữu cơ.  Vai trò điện hóa của các điện cực thay đổi giữa cực dương và cực âm, tuỳ thuộc vào hướng của dòng chảy.

Vật liệu điện cực âm thương mại phổ biến nhất là than chì. Điện cực dương thường là một trong ba vật liệu:. Một lớp oxit (như lithium cobalt oxide), một polyanion (như lithium sắt photphat), hoặc một spinel (như lithium oxit mangan)

Chất điện phân thường là một hỗn hợp của cacbonat hữu cơ như ethylene cacbonat hoặc cacbonat diethyl chứa phức hợp của các ion lithium. Những chất điện phân không chứa nước như lithium hexafluorophosphate (LiPF6), lithium hexafluoroarsenate  monohydrat (LiAsF6 ),  lithium perchlorate (LiClO4), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), và lithium triflate (LiCF3SO3).

Tùy thuộc vào sự lựa chọn vật liệu, điện áp, công suất, số chu kỳ phóng-nạpvà an toàn của pin lithium-ion có thể thay đổi đáng kể. Gần đây, kiến ​​trúc mới sử dụng công nghệ nano đã được sử dụng để cải thiện hiệu suất.

 Lithium tinh khiết phản ứng mạnh với nước để tạo thành lithium hydroxide và khí hydro. Vì vậy, một chất điện phân không có nước là thường được sử dụng, và một vỏ kín chắc chắn, không chứa nước được dùng để đóng gói pin.

Pin li-ion đắt  hơn so với pin NiCd nhưng hoạt động trên một phạm vi nhiệt độ rộng hơn với mật độ năng lượng cao hơn, trong khi kích thước nhỏ hơn và nhẹ hơn. Pin Li-ion cũng mong manh và rất cần một mạch bảo vệ khi sử dụng.

Pin Li-ion được chế tạo thành các  định dạng khác nhau, thường có thể được chia thành bốn nhóm:

Hình trụ nhỏ  có vỏ chắc chắn, điện cực không có đầu nối

Hình trụ lớn có vỏ chắc chắn và điện cực có đầu nối cung cấp dòng lớn

Hình hộp  : vỏ mềm hay  vỏ phẳng,

Lăng trụ : vỏ nhựa bán cứng , điện cực có đầu nối dòng lớn sử dụng trong xe chạy điện.

 

 Sạc pin Li-ion : Chu trình sạc pin li-ion đơn và tổ hợp có sự khác nhau

 Pin Li-ion đơn là một cell Li-ion duy nhất, được nạp trong 2 giai đoạn: giai đoạn 1 với dòng không đổi, thông thường khoảng 0,5 đến 0,8 C Ví dụ pin dung lượng 1430 mAh được nạp dòng 750 mA. Trong giai đoạn này điện áp pin tăng và dòng nạp duy trì không đổi. Giai đoạn 2 : với điện áp điện áp không đổi và dòng giảm. Quá trình kết thúc khi dòng nạp bằng 3% dòng nạp ban đầu.

Với pin Li-ion tổ hợp của các cell li-ion , qui trình nạp phải có thêm giai đoan cân bằng nhằm đảm bảo các cell cân bằng nhau trong tổ hợp pin . Thường người ta áp dung chế độ dòng không đổi ngắt quãng tránh cho pin quá nhiệt. Giai đoạn này tiếp nối sau giai đoạn nạp với dòng không đổi . Giai đoạn cuối là giai đoạn nạp với điện áp không đổi.

       Khi không dùng một thời gian pin Li-ion tự phóng ta có thể nạp bổ sung khi điện áp pin trên 3volt và không xạc pin Li-ion quá 4,2 volt. Do không có hiệu ứng “nhớ” nên Pin Li-ion có thể nạp bổ sung bất cứ lúc nào thuận lợi và tốt nhất là nên tắt thiết bị rồi mới tiến hành xạc.

       Ngày nay khi ta đi mua một thiết bị di động như iPad, iphone hay mobile phone không phải nghe lời dặn dò của người bán phải nạp đầy trước khi dùng và dùng cho tới khi pin cạn mới được nạp tiếp để pin được bền.

         Khuyến cáo của nhà chế tạo là không nạp pinLi-ion khi điện áp pin ngoài dải 3v đến 4,2v. Nạp cho pin khi này sẽ làm hỏng pin vì quá dòng hoăc quá áp. Trong các thiết bị thông minh hiên nay, mạch bảo vệ sẽ đảm nhận công việc này

         Các pin Li-ion mobiphone loại tháo rời đươc có 4 cực : cực phía trong là cực âm, cực thứ 2 tính từ trong ra cung cấp code của pin , cực thứ ba nối với termistor và ngoài cùng là cực dương.

         Người dùng luôn được khuyến cáo sử dụng đúng bộ sạc do nhà sản xuất cung cấp. Đây là lời khuyên không thể bỏ qua nếu bạn muốn thiết bị của mình được an toàn và sử dụng đủ tuổi thọ. Pin Li-ion có nhiều loại : các cell có  mức điện áp chuẩn khác nhau từ 3,3 đến 3,7 volt và dung lương cũng khác nhau nên việc sử dung bộ nạp phải tương thích với các giai đoạn nạp.

        Khi sử dung pin xạc , ta thường quan tâm đến đặc tính phóng điện của pin li-ion . Ta luôn mong muốn pin sẽ phóng với điện áp không đổi cho tới hết dung lượng. Ý tưởng này có lẽ nảy sinh khi ta dùng nến thắp sáng, ngọn nến cháy sáng liên tục và không thay đổi cho tới khi tàn. Pin Li-ion chỉ có thể duy trì dòng phóng không đổi và điện áp phóng giảm dần và thường chỉ phóng đến 80% dung lượng . Các nhà sản xuất tiên tiến thường cung cấp chính xác số lần phóng- nạp ví dụ như 400 hay1000  cycles. Các nhà sản xuất ít danh tiếng thường hay đảm bảo chung chung như 10 năm (khoảng từ 400 đến 1000cycles)  .

       Pin xạc Li-ion mất dần dung lượng theo thời gian, quá trình tự phóng trong pin tăng nhanh theo nhiệt độ, dung lương giảm đến 20%/tháng ở nhiệt độ 40oC. Điện trở trong của pin tăng theo số lần phóng- nạp,dung lượng giảm dần.

       Có một số điều luật liên quan đến việc vận chuyển Pin xạc Li-ion : Cơ quan hàng không quốc tế đã thắt chặt việc vận chuyển Pin Li-ion : Không cho phép mang pin Li-ion rời trong hành lý xách tay. Không vận chuyển PinLi-ion có khối   lượng  trên 25 gramLithium trong hành lý gửi . Bưu chính nhiều nước không nhận chuyển Air mail. Pin Li-ion không được bán  trên 4 đơn vị tại Hoa kỳ vì Lithium còn được sử dụng làm chất khử trong chế tạo ma túy .    

Bình luận
Nhập mã bảo mật:
Captcha image  
Bản tin mới

Truyền hình lai ghép HbbTV là một chuẩn công nghệ truyền hình mới, có sự kết hợp hài hòa giữa truyền hình quảng bá (Broadcast TV) và truyền hình băng rộng (Broadband TV) trên hạ tầng Internet. Các kênh truyền hình, ứng dụng, dịch vụ của truyền hình lai ghép HbbTV được cung cấp đến khách hàng qua cả hai hình thức truyền hình quảng bá và truyền hình internet, khách hàng cần có một đầu thu HbbTV hoặc SmartTV để có thể sử dụng dịch vụ truyền hình này.

Đăng ký bản tin
Đối tác