Mục lục bài viết
Pin lưu trữ Lithium hiện nay đang được sử dụng rất phổ biến cho các hệ thống điện năng lượng mặt trời. Hãy cùng Điện Trần Lê tìm hiểu chi tiết hơn về Pin lưu trữ lithium, nguyên lý hoạt động và ưu, nhược điểm qua bài viết sau đây!
Pin lưu trữ Lithium là gì?
Pin Lithium hay còn gọi là pin li-on, viết tắt là LIB. Đây là công nghệ pin tiên tiến có ion lithium là thành phần chính, điều đặc biệt là loại pin này sạc được. Pin Lithium được thương mại hóa vào năm 1991 và từ đó dần thay thế cho các loại acquy chì.
Pin Lithium thường dùng cho các thiết bị như: Điện thoại, máy tính, máy chụp hình,… Hiện nay Pin lithium được sử dụng rộng rãi hơn cho các phương tiện di chuyển, sử dụng cho lưu trữ điện năng của hệ thống điện năng lượng mặt trời,…
Có thể bạn quan tâm: Hộp bộ solar lưu trữ All In One TLE-P5-E10-UR (Urban series)
Cấu tạo của pin lưu trữ Lithium
Cấu tạo pin lithium bao gồm: 1 cực dương, 1 cực âm, bộ phân tách, chất điện phân và hai bộ thu dòng điện.
Điện cực dương (Cathode)
Vật liệu dùng làm điện cực dương là LiCoO2 và LiMnO4. Cấu trúc phân tử bao gồm phân tử Oxide Coban liên kết với nguyên tử Lithium. Khi có dòng điện chạy qua, nguyên tử Lithium nhanh chóng tách khỏi cấu trúc tạo thành ion dương Lithium, Li+.
Điện cực âm (Anode)
Cực âm được cấu tạo từ Than chì (graphene) và các vật liệu Cacbon khác có chức năng lưu giữ các ion Lithium L+ trong tinh thể.
Bộ phân tách
Bộ phân tách hay còn gọi là màng ngăn cách điện được làm bằng nhựa PE hoặc PP. Bộ phận này nằm giữa cực dương và cực âm, có nhiều lỗ nhỏ, có chức năng ngăn cách giữa cực dương và cực âm. Tuy nhiên, các ion Li+ vẫn được đi qua.
Chất điện phân
Chất điện phân là chất lỏng lấp đầy hai cực và màng ngăn. Dung dịch điện phân có chứa LiPF6 và dung môi hữu cơ. Dung dịch có chức năng như vật dẫn các ion Li+ từ. Chất điện phân là môi trường truyền ion lithium giữa 2 điện cực trong quá trình sạc và xả. Nguyên tắc cơ bản trong dung dịch điện ly cho pin li-on là có độ dẫn ion tốt. Cụ thể độ dẫn ion liti ở mức 1-2 S/cm ở nhiệt độ phòng. Tăng 30-40% khi nhiệt độ lên 40 độ và giảm nhẹ khi nhiệt độ xuống 0 độ C.
Xem thêm: Hợp bộ solar lưu trữ All In One TLE-P5-E14-UR (Urban series)
Nguyên lý hoạt động
Trong cơ chế hoạt động pin lithium ion, cực âm, cực dương đóng vai trò là nguyên liệu trong phản ứng điện hóa. Dung dịch điện phân tạo môi trường dẫn cho ion liti di chuyển giữa 2 điện cực âm và dương. Dòng điện chạy ở mạch ngoài khi pin di chuyển. Quá trình này thể hiện ở quy trình sạc, xả. Cụ thể như sau:
Quy trình xả
Ion-liti mang điện dương di chuyển từ cực âm (thường là graphite) qua dung dịch điện ly sang cực dương và dương cực sẽ có phản ứng với ion liti. Mỗi ion Li dịch chuyển từ cực âm sang cực dương trong pin thì ở mạch ngoài, lại tiếp tục có 1 electron chuyển động từ cực âm sang cực dương, sinh ra dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm. Điều này tạo ra cân bằng điện tích giữa 2 cực.
Quy trình sạc
Quá trình sạc diễn ra ngược lại quá trình xả. Dưới điện áp sạc, electron bị buộc chạy từ điện cực dương của pin (trở thành cực âm), ion Li tách khỏi cực dương di chuyển trở về điện cực âm của pin (ở quy trình này đóng vai trò cực dương). Trong quá trình sạc và xả pin sẽ đảo chiều.
Trong một chu kỳ phóng điện, những nguyên tử liti ở cực dương bị ion hóa và tách khỏi các điện tử của chúng. Các ion liti di chuyển từ cực dương và đi qua chất điện phân cho đến khi chúng đến được cực âm. Tại đây chúng tái kết hợp với các điện tử và trung hòa về điện.
Xem thêm: Tấm pin năng lượng mặt trời Sunpower P19 series-1500V
Những ưu điểm của pin Lithium
- Khối lượng nhẹ và kích thước nhỏ gọn (tùy loại).
- Chu kì sạc – xả lớn, khoảng 500-1000 lần.
- Tuổi thọ lâu, khoảng 2 – 5 năm.
- Mật độ năng lượng cao, trên 500Wh/kg. Một số loại pin có thể đạt đến 1800Wh/kg.
- Có thể sạc bất kỳ khi nào mà không cần phải đợi sử dụng hết dung lượng pin.
- Dòng xả lớn, có thể lên đến 30-35 lần dung lượng (C) trong thời gian ngắn.
- Dòng sạc tức thời có thể lớn đến 10C.
Ứng dụng những ưu điểm của Pin lithium, Điện Trần Lê hiện đang cung cấp hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ All In One, sử dụng Pin Lithium (LiFePO4) hiệu suất lên đến 96%. Hiệu năng làm việc cao và bền bỉ bảo hành đến 5 năm và thời gian hoạt động lên đến hơn 15 năm.
Hy vọng qua bài viết của Điện Trần Lê bạn đã có những thông tin cần thiết về pin lưu trữ Lithium cũng như những ưu điểm của loại pin này. Tuy nhiên, bạn vẫn nên lựa chọn địa điểm mua uy tín để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.
Điện Trần Lê là đơn vị có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn, lắp đặt và kinh doanh các thiết bị trong hệ thống điện năng lượng mặt trời. Các kỹ sư của chúng tôi có trình độ chuyên môn cao, tận tình trong công việc. Hãy liên hệ hotline 0903.836.065 để được tư vấn miễn phí.
