Giới thiệu pin lithium xe đạp điện

Giới thiệu ngắn gọn về pin lithium các loại

Pin lithium-ion có thể được chia thành hai loại: pin lithium-ion lỏng (LIB) và pin lithium-ion polymer (viết tắt là LIP). Pin lithium-ion polymer có thể được chia thành pin lithium-ion điện phân polymer rắn, pin lithium-ion điện phân polymer gel và pin lithium-ion làm bằng vật liệu catốt polymer; Theo vật liệu cực âm, nó được chia thành lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, vật liệu ternary, lithium iron phosphate, v.v. Hầu hết các bộ nguồn di động đều được làm từ lithium manganate. Giống như pin điện thoại di động thông thường của chúng ta, nhiều loại pin trong số đó được làm từ lithium manganate và lithium cobaltate.

Hiện nay, vật liệu chủ đạo trên thị trường xe điện là pin lithium ba cực (lithium niken coban manganate (nichomn) O2), lithium manganate (LiMn2O4) và lithium iron phosphate (LiFePO4). Hiện nay, các vật liệu cực dương hứa hẹn nhất được sử dụng trong pin lithium ion điện chủ yếu là lithium manganate biến đổi (LiMn2O4), lithium sắt photphat (LiFePO4) và lithium niken coban manganate (Li (Ni, Co, Co, Li) Li-polymer bậc ba của pin lithium bậc ba là pin lithium có vật liệu điện cực dương là lithium niken coban manganate (Li(NiCoMn)O2). muối làm nguyên liệu thô và tỷ lệ mangan coban niken trong đó có thể được điều chỉnh theo nhu cầu thực tế. So với pin lithium cobaltate, pin có vật liệu ternary làm điện cực dương có độ an toàn cao hơn, công suất cân bằng và an toàn, hiệu suất chu trình tốt hơn so với lithium cobaltate thông thường. Ở giai đoạn đầu, vì lý do kỹ thuật, điện áp danh định của nó chỉ là 3,5-3,6V, điều này đã hạn chế phạm vi ứng dụng của nó. 3.7V, và công suất của nó đã đạt hoặc vượt mức pin lithium cobalt oxit. SANYO, PANASONIC, SONY, LG và SAMSUNG, năm thương hiệu pin lớn trên thế giới, đã giới thiệu pin ternary. Một số lượng đáng kể các dòng pin máy tính xách tay đã thay thế pin lithium cobaltate trước đây bằng pin ternary. Hiện nay, hầu hết các loại pin nhỏ đều đã ngừng sản xuất. Pin năng lượng cao trong và ngoài nước sử dụng vật liệu cực âm ba cực. Pin lithium manganate là loại pin có điện cực dương được làm bằng lithium manganate. Điện áp danh định của pin lithium manganate là 2,5 ~ 4,2v V. Pin lithium manganate được sử dụng rộng rãi vì chi phí thấp và độ an toàn tốt. 

Pin lithium manganate có điện áp danh định là 3,7v, điện trở trong của thành phẩm là 200mω và kích thước sản phẩm tối đa là 19,2 * 56,5 * 69,5mm.

Vật liệu catốt có giá thành thấp, độ an toàn tốt và hiệu suất ở nhiệt độ thấp, nhưng bản thân vật liệu này không ổn định và dễ phân hủy tạo ra khí nên chủ yếu được sử dụng để trộn với các vật liệu khác để giảm giá thành pin. Tuy nhiên, vòng đời của nó suy giảm nhanh chóng, dễ bị phồng lên, hiệu suất ở nhiệt độ cao kém và tuổi thọ của nó tương đối ngắn. Nó chủ yếu được sử dụng cho pin lớn và vừa và pin điện, và điện áp danh định của nó là 3,7V. Các vấn đề thường gặp, chẳng hạn như pin bị phồng và đầy hơi, là do chất điện giải chảy ra ngoài.

Tên đầy đủ của pin lithium iron phosphate là pin lithium ion lithium iron phosphate, quá dài. Bởi vì hiệu suất của nó đặc biệt phù hợp cho ứng dụng năng lượng nên từ 'power' được thêm vào tên của nó, cụ thể là pin năng lượng lithium iron phosphate. Một số người còn gọi nó là 'pin năng lượng lithium sắt (LiFe)'.

Đầu ra hiệu suất cao: dòng xả tiêu chuẩn là 2 ~ 5 C, dòng xả cao liên tục có thể đạt tới 10C và dòng xả xung tức thời (10S) có thể đạt tới 2 ~ 5C;

Hiệu suất tốt ở nhiệt độ cao: nhiệt độ bên trong cao tới 95oC khi nhiệt độ bên ngoài là 65oC và nhiệt độ có thể đạt tới 160oC khi xả pin, do đó cấu trúc của pin được an toàn và nguyên vẹn;

Dù bên trong hay bên ngoài ắc quy có hư hỏng thì ắc quy cũng không cháy, không nổ và đảm bảo an toàn tốt nhất;

Tuổi thọ chu kỳ tuyệt vời, sau 500 chu kỳ, khả năng xả của nó vẫn lớn hơn 95%; Tuổi thọ của bộ pin phải là 800 ~ 2000 lần.

Xả quá mức đến 0 volt không bị hỏng;

Có thể sạc nhanh chóng;

Chi phí thấp;

Pin lithium iron phosphate có cùng kích thước và dung lượng bằng 1/3 pin axit chì và 1/3 pin axit chì.

Không có ô nhiễm môi trường. Pin không chứa bất kỳ kim loại nặng và kim loại hiếm nào (pin Ni-MH cần kim loại hiếm), không độc hại (đã đạt chứng nhận SGS), không gây ô nhiễm, tuân thủ các quy định ROHS của Châu Âu và là loại pin tuyệt đối xanh. Tuy nhiên, trong pin axit chì có một lượng lớn chì, vẫn sẽ gây ô nhiễm thứ cấp cho môi trường nếu không được xử lý đúng cách sau khi thải bỏ, trong khi vật liệu lithium sắt photphat không gây ô nhiễm trong quá trình sản xuất và sử dụng.

So sánh pin lithium ternary và pin lithium iron phosphate

Sử dụng cùng một cấu trúc pin, vật liệu ternary và vật liệu lithium sắt photphat đã được chọn để chế tạo pin và các thử nghiệm phóng điện, sạc và đạp xe được thực hiện trong các điều kiện khác nhau. Vật liệu bậc ba có lợi thế về tốc độ sạc, tốc độ phóng điện và hiệu suất phóng điện ở các nhiệt độ khác nhau, trong khi vật liệu lithium sắt photphat có hiệu suất đạp xe tốt hơn và vẫn có thể duy trì hơn 80% công suất ban đầu sau 5.000 chu kỳ trong 1 C. Pin lithium sắt photphat cũng vượt trội hơn so với vật liệu bậc ba về độ an toàn.

Ví dụ, thông thường, tuổi thọ của pin lithium ba lớp là 800 lần và tuổi thọ của pin nhóm là 400-500 lần; Hiệu suất nhiệt độ thấp tốt. Tuổi thọ của pin lithium sắt là 2000 lần và tuổi thọ của pin nhóm là 800-1000 lần; Pin lithium sắt có sẵn ở dạng xi lanh 18650 (hình trụ và kích thước lớn hơn một chút so với pin lithium ba loại) và cũng có dạng gói mềm.

Nhược điểm của pin lithium iron phosphate: Mật độ vòi của điện cực dương của pin lithium iron phosphate nhỏ và mật độ thường khoảng 0,8 đến 1,3. Khối lượng lớn.

 Độ dẫn điện kém, tốc độ khuếch tán chậm của các ion lithium và dung lượng riêng thực tế thấp khi sạc và xả ở thời điểm cao. Hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium iron phosphate kém. (trong môi trường đặc biệt lạnh, chẳng hạn như mùa đông lạnh giá ở Châu Âu, điện không thể giải phóng ở nhiệt độ trên 10oC).

Lưu trữ và bảo trì pin lithium

Tốt hơn là nên xả pin lithium một phần thay vì xả hoàn toàn và cố gắng tránh xả pin hoàn toàn thường xuyên. Tốt nhất nên rút pin ngay sau khi đã sạc đầy.

Tốc độ lão hóa của pin lithium được xác định bởi nhiệt độ và trạng thái sạc. Bảng sau minh họa việc giảm dung lượng pin theo hai thông số.

Sạc nhiệt độ 40% sạc 100%

       0°C                              98% công suất sau một năm 94% công suất sau một năm 

      25°C                             96% công suất sau một năm 80% công suất sau một năm             

      40°C                             85% công suất sau một năm 65% công suất sau một năm  

      60°C 75% công suất sau một năm 60% công suất sau ba tháng

Bảo trì: pin lithium thứ ba bị xả quá mức và pin cũng bị hỏng khi điện áp quá thấp. Nên duy trì nó ba tháng một lần. Nếu có thể, hãy cố gắng sạc pin đến 40% và để ở nơi mát mẻ. Bằng cách này, mạch bảo vệ của pin có thể hoạt động trong thời gian bảo quản dài. Nếu đặt pin ở nhiệt độ cao sau khi đã sạc đầy sẽ gây hư hỏng nặng cho pin.

Bảo quản: Bảo quản ngắn hạn: Bảo quản pin ở nơi khô ráo, không có khí gas ăn mòn với nhiệt độ và độ ẩm từ -20 C đến 35 C 65 20%. Nếu nhiệt độ và độ ẩm cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ và độ ẩm này thì các bộ phận kim loại của pin sẽ bị rỉ sét hoặc pin sẽ bị rò rỉ. 

Bảo quản lâu dài: Vì việc bảo quản lâu dài sẽ đẩy nhanh quá trình tự phóng điện và thụ động của các hoạt chất của pin, nhiệt độ và độ ẩm xung quanh phải nằm trong khoảng từ 10 C đến 30 C 65 20%. Đồng thời, để giảm tác động tiêu cực của việc tự phóng điện và thụ động của các hoạt chất do lưu trữ lâu dài (chẳng hạn như hơn một năm), pin nên được sạc và xả ba tháng một lần để khôi phục hiệu suất ban đầu.

Tuổi thọ: Trong trường hợp bình thường, nhiệt độ sử dụng tốt nhất của pin lithium là 20 ~ 25oC, do đó, trong điều kiện nhiệt độ đáy, tuổi thọ của pin lithium sẽ giảm đi một nửa. Nếu tuổi thọ bình thường là 500 chu kỳ, nhiệt độ đáy chỉ có thể nhỏ hơn 300 lần. Nếu nhiệt độ vượt quá -20oC, pin ternary hoàn toàn không thể sử dụng được. Nếu nhiệt độ vượt quá -10oC, dung lượng của pin lithium sắt sẽ không được giải phóng.