So sánh ắc quy Axit chì, Lithium ion và Lithium LIFEPO4
Ắc quy Axit chì, Lithium ion và Lithium LIFEPO4 là 3 loại ắc quy phổ biến và được sử dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay. Cùng Vcharge tìm hiểu chi tiết và sự khác nhau giữa các loại ắc quy này thông qua bài viết dưới đây nhé!
Giới thiệu ắc quy Axit chì, Lithium ion và Lithium LIFEPO4
Ắc quy Axit chì
Ắc quy Axit chì (hay còn gọi là ắc quy chì axit) là một loại ắc quy thứ cấp có thể sạc lại nhiều lần. Loại ắc quy này sử dụng dung dịch axit sunfuric (H2SO4) làm chất điện phân và các tấm chì (Pb), chì oxit (PbO2) làm điện cực.
-
- Cấu tạo của ắc quy axit chì
Ắc quy chì axit được cấu tạo gồm 4 phần, bao gồm bản cực dương (+) làm bằng oxit chì (PbO2); bản cực âm (-) làm bằng chì (Pb); dung dịch điện phân axit sunfuric (H2SO4) loãng và vỏ bình bằng nhựa cứng. Trong đó, các bản cực bằng chì có cấu trúc bằng phẳng và oxit chì làm bằng hợp kim chì antimon các hạt hóa chất tích điện được ngâm trong dung dịch axit sunfuric.
-
- Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của ắc quy chì axit là dòng dịch chuyển của các dòng electron để nạp và xả năng lượng. Ắc quy axit chì có các tấm chì và chì oxit trong dung dịch axit sunfuric. Chì oxit sẽ oxi hóa tấm chì, tạo ra dòng điện.
Lithium-ion
Pin Lithium ion (hay còn gọi là pin Li-on) là loại pin sạc sử dụng ion lithium để tạo ra dòng điện. Loại pin này có nhiều ưu điểm vượt trội so với các loại pin khác như mật độ năng lượng cao, hiệu suất sạc/xả tốt, tuổi thọ cao và ít bị tự xả.
-
- Cấu tạo của Lithium ion
Pin Lithium ion được cấu tạo bởi 4 phần, bao gồm cực dương làm bằng kim loại hoặc hợp kim lithium; cực âm làm bằng vật liệu than chì; chất điện giải bằng dung dịch muối lithium hòa tan trong dung môi hữu cơ và màng ngăn.
-
- Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của pin Lithium ion như sau:
-
- Khi xả: Ion lithium di chuyển từ cực dương sang cực âm qua dung dịch điện giải, tạo ra dòng điện.
- Khi sạc: Dòng điện được đưa vào pin, ion lithium di chuyển từ cực âm sang cực dương.
Lithium LIFEPO4
Lithium LIFEO4 (hay còn gọi là pin LFP, pin lithium sắt phosphate) là một loại pin lithium-ion có thể sạc lại, sử dụng lithium sắt phosphate (LIFEPO4) làm vật liệu.
-
- Cấu tạo của pin Lithium LIFEPO4
Lithium LIFEPO4 cũng thuộc dòng pin lithium nhưng có hình khối nhất định nên hạn chế trong việc tạo hình các sản phẩm.
-
- Nguyên lý hoạt động
Ắc quy Lithium LIFEPO4 được chia ra 2 hoạt động là sạc và xả:
-
-
- Quy trình sạc: Ion Li sẽ di chuyển từ cực dương đến cực âm của ắc quy bằng graphite.
- Quy trình xả: Ion Li sẽ di chuyển từ cực âm của ắc quy bằng graphite đến cực dương.
-
Xem thêm: Top 5 các loại pin xe ô tô điện phổ biến nhất hiện nay
So sánh ắc quy Axit chì, Lithium ion và Lithium LIFEPO4
| Đặc điểm | Ắc quy axit chì | Lithium ion | Lithium LIFEPO4 |
| Mật độ năng lượng | 32 Wh/kg, khả năng chịu tải kém, chỉ chịu được dòng xả nhỏ. | 150/200 Wh/kg. Lithium-ion thường là nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử ngốn pin với tốc độ cao. | 90/120 Wh/kg |
| Tuổi thọ pin | Vòng đời từ 300-500 chu kỳ | Vòng đời từ 500-2000 chu kỳ và có thể bị tác động do nhiệt độ hoạt động của thiết bị điện tử. | 1.000-10.000 chu kỳ. Loại pin này có thể chịu được nhiệt độ cao với mức giảm thiểu tối thiểu. Chúng có tuổi thọ cao đối với các ứng dụng có hệ thống nhúng hoặc cần chạy trong thời gian dài trước khi cần được sạc. |
| Độ bền | Khoảng 1 năm | Khoảng 4-5 năm | |
| Thời gian sạc, xả pin | Chậm, khoảng 8-10h.
Nếu bị xả quá 50% mà không được sạc đầy, thì ắc quy dễ bị hỏng sau 1-2 tháng sử dụng. Nếu bị xả tới tận đáy sẽ xuất hiện PbS04 gây hỏng bản cực và chết. |
Nhanh, khoảng 2-4h.
Sử dụng hết pin, không lo hỏng pin sau một thời gian sử dụng. |
|
| Khối lượng | Khá nặng, 12-15 kg | Nhẹ hơn khoảng 40-50% so với pin axit chì, nặng 6-8kg | |
| Khả năng chống nước | Không | Có | |
| Khả năng chống cháy | Thấp | Cao | |
| Khả năng niêm cất pin khi không sử dụng | Thời hạn niêm cất ngắn. | Khoảng 300 ngày. | Khoảng 350 ngày. |
| Chi phí đầu tư | Giá thành thấp nhưng hiệu quả sử dụng không cao. | Giá thành cao, hiệu quả sử dụng lớn. | |
| Ảnh hưởng môi trường | Khó khăn trong quá trình di chuyển do dung dịch điện phân ở dạng lỏng, nếu tràn có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do hàm lượng chì và chất điện phân không thân thiện với môi trường. | Pin lithium-ion được sản xuất bằng hợp chất lithium coban dioxide được coi là vật liệu nguy hiểm vì nó có thể gây ra các phản ứng dị ứng cho mắt và da khi tiếp xúc. Nó cũng có thể gây ra các vấn đề sức khoẻ nghiêm trọng khi nuốt phải. | Pin LiFePO4không độc hại và có thể tái chế dễ dàng. |
| An toàn | Gây ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt gây han gỉ đầu cực dẫn tới cháy nổ. | Mật độ năng lượng cao của lithium ion có nhược điểm là làm cho pin hoạt động không ổn định, nóng lên nhanh hơn trong khi sạc vì pin Lithium-ion có thể bị thoát nhiệt. | Lithium LiFePO4có tính ổn định nhiệt và hóa học ưu việt. Pin vẫn mát khi hoạt động ở nhiệt độ cao hơn. Nó cũng cháy khi có lỗi trong quá trình sạc, phóng điện nhanh hoặc thậm chí khi có sự cố ngắn mạch.
LiFePO4 thường không bị thoát nhiệt, vì cực âm phốt phát sẽ không cháy hoặc nổ trong quá trình sạc quá mức hoặc quá nóng khi pin vẫn nguội. |
| Ứng dụng | Sử dụng nhiều trong các động cơ khởi động như: xe máy điện, ô tô..xe nâng điện. Loại ắc quy này hoạt động tốt nhất trong môi trường nhiệt độ vừa phải. | Đối với điện thoại thông minh, máy tính xách tay và thiết bị máy tính bảng, pin lithium-ion được ưu tiên sử dụng. Bất kỳ thiết bị tiêu tốn năng lượng và đòi hỏi hiệu suất cao thì thường sẽ đươc ưu tiên sử dụng Lithium Ion. | LiFePO4 được sử dụng cho bất kỳ thiết bị điện tử hoặc máy móc nào mong muốn sự an toàn và tuổi thọ nhưng không cần mật độ năng lượng quá cao. Động cơ điện cho xe cộ, thiết bị y tế và các ứng dụng quân sự, nơi công việc sẽ chịu nhiệt độ môi trường cao hơn. LiFePO4cũng lý tưởng cho các ứng dụng cố định hơn vì pin hơi nặng hơn cũng như cồng kềnh hơn lithium-ion, mặc dù nó có thể được sử dụng trong một số công nghệ di động. |
Nên lựa chọn loại pin nào giữa Axit chì, Lithium ion và Lithium LIFEPO4?
Tùy theo mức độ sử dụng mà bạn có thể lựa chọn dùng loại ắc quy hay pin cho phù hợp:
-
- Nên chọn acquy chì trong các trường hợp hệ thống độc lập, không liên quan đến lưới điện, sử dụng điện vừa phải và không ngại bảo trì. Ví dụ như: hệ thống camera, nhà yến, vùng sâu vùng xa chỉ sử dụng vài bóng điện…
- Nên chọn pin Lithium trong trường hợp hệ thống điện hybrid, sử dụng điện liên tục và có nhu cầu thay hẳn điện lưới hoặc những nơi thường xuyên cúp điện.
Ứng dụng pin Lithium trên xe ô tô điện Vinfast
Hiện nay, pin ô tô điện Vinfast đều được trang bị các loại pin Lithium-ion, Lithium LIFEPO4 (Lithium LFP) và Lithium với dung lượng cực kỳ ấn tượng và hiệu suất vận hành cao. Nhờ vào sự kết hợp hoàn hảo giữa chất lượng pin và công nghệ tiên tiến, các mẫu xe này có thể sạc nhanh và vận hành một cách hiệu quả trên mọi địa hình.
Tổng kết
Qua bài viết trên, Vcharge đã giúp bạn So sánh các loại ắc quy Axit chì, Lithium ion và Lithium LIFEPO4. Mong rằng bài viết này sẽ đem đến những thông tin hữu ích cho bạn. Cảm ơn bạn đã đón đọc bài viết!
