Công nghệ sản xuất pin Lithium đã tạo ra một cuộc cách mạng hoá cho ngành công nghiệp hiện đại, góp phần không nhỏ trong việc khắc phục những nhược điểm của các dòng pin hay năng lượng truyền thống. Pin Lithium được đánh giá cao nhờ có hiệu suất vượt trội, có khả năng chịu nhiệt cao và thời gian sạc nhanh.
1. Pin Lithium là gì?
Pin Lithium là loại pin sạc được và còn có những tên gọi khác là pin Lithium Li-ion hay Li-ion. Khi sử dụng, các ion lithium sẽ đi từ cực âm qua cực dương của pin. Khi dung lượng pin đã hết và được sạc, các ion lithium sẽ đi ngược lại từ cực dương và cực âm. Như vậy, hợp chất lithium chính là vật liệu điện cực của pin Lithium.
Hiện nay, pin Lithium được ứng dụng nhiều trong laptop, điện thoại, đồ chơi, xe đạp điện, xe máy điện… cũng như các trang thiết bị trong quân đội, kỹ thuật hàng không.
Pin Lithium có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày (Nguồn: xedienxanh.net)
Xem thêm:
- Xe điện VinFast sạc bao lâu? Những trường hợp sạc không vào điện
- Công nghệ xe tự lái là gì? Phân loại cấp độ và tiêu chuẩn an toàn
- Giới thiệu và hướng dẫn cách sử dụng app xe điện VinFast
2. Khám phá quy trình sản xuất pin Lithium
Quy trình sản xuất pin Lithium về cơ bản sẽ gồm 3 công đoạn chính, được thực hiện lần lượt như sau:
2.1 Chuẩn bị điện cực
Đầu tiên, nhà sản xuất sẽ trộn các nguyên liệu sản xuất pin Lithium bao gồm vật liệu hoạt tính (AM), chất phụ gia có khả năng dẫn điện và chất kết dính để tạo thành một hỗn hợp bùn đồng nhất với dung môi.
Tiếp theo, hỗn hợp này được đổ vào khuôn rãnh và phủ lên hai mặt của bộ thu dòng điện (lá đồng với cực dương, lá nhôm cho cực âm), sau đó làm khô để dung môi bay hơi. Với bùn cực dương, do bản chất là gốc nước nên có thể bốc hơi trực tiếp ra môi trường xung quanh mà không gây hại.
Để đảm bảo cho lượng nước dư thừa được bốc hơi hoàn toàn, dây chuyền sản xuất pin Lithium sẽ đưa các điện cực đến lò chân không. Sau đó, nhà sản xuất sẽ kiểm tra các điện cực để đảm bảo đã được làm khô hoàn toàn. Pin Lithium-Ion sẽ có tuổi thọ lâu dài hơn vì có thể giảm thiểu tối đa khả năng ăn mòn tế bào cũng như phát sinh các phản ứng phụ.
Nhiều thành phần hóa học được sử dụng để sản xuất pin Lithium (Nguồn: xedienxanh.net)
2.2 Lắp ráp tế bào
Nhà sản xuất tiến hành cuộn hoặc xếp các điện cực, thiết bị phân tách chồng lên nhau theo từng lớp để tạo cấu trúc của tế bào. Sau đó, hàn mẫu nhôm lên dòng điện âm, hàn mẫu đồng lên dòng điện dương bằng phương pháp hàn siêu âm hoặc hàn điện trở.
Tiếp đó, nhà sản xuất sẽ chuyển ngăn xếp tế bào đến vỏ bọc đã được thiết kế từ trước rồi đổ chất điện phân đầy vỏ bọc, sau đó niêm phong.
2.3 Kích hoạt điện hóa pin
Pin Lithium sẽ không gặp hiện tượng quá điện khi sạc nhanh vì được sở hữu một lớp giao điện phân rắn (SEI). Lớp này có khả năng ngăn chặn sự tiêu thụ, giúp chất điện phân không thể đảo ngược và không tạo thành đuôi gai Li.
Nguyên nhân pin bị lão hóa là do khi sạc pin các tế bào được đưa đến khu vực điện áp thấp chỉ khoảng 1,5V để đảm bảo bộ thu dòng điện đồng không bị ăn mòn. Để tăng tuổi thọ, pin sẽ có một phiên nghỉ để làm ướt chất điện phân.
Khi bắt đầu sạc pin hoặc xả pin, các thể bào ở tỷ lệ tương đối thấp, khoảng C/20. Tốc độ sạc hoặc xả pin sẽ được điều chỉnh tăng từ từ để tạo ra lớp giao điện phân rắn ổn định hoạt động trên bề mặt của cực dương. Trong quá trình này, pin sẽ thải ra ngoài một lượng khí nhất định. Các tế bào được đặt trên kệ lão hóa để làm ướt chất điện phân hoàn toàn và ổn định lớp giao điện phân rắn.
Trước khi các tế bào được niêm phong, nhà sản xuất pin Lithium-Ion sẽ tiến hành khử khí để đảm bảo an toàn. Thông thường, bước này sẽ mất khoảng vài tuần để thực hiện từ vào nhiệt độ lão hóa cũng như quy trình hình thành.
Hiện nay, pin Lithium sản xuất ở Việt Nam cũng dựa trên quy trình 3 bước như trên và đã có nhiều công ty sản xuất, cung cấp các loại pin Lithium ra thị trường, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
3. Phân loại pin Lithium
3.1. Pin Lithium-Ion
Pin Lithium-Ion còn có tên gọi khác là Li-ion được sử dụng nhiều trong các thiết bị điện tử như điện thoại di động, máy tính xách tay, hệ thống điện mặt trời, xe điện, hàng không vũ trụ và quân sự.
Pin Lithium-Ion có 3 thành phần, bao gồm: Điện cực âm (carbon), điện cực dương (ô xít kim loại) và chất điện phân (muối Lithium có ở dung môi hữu cơ). Dòng pin này không có hiệu ứng bộ nhớ và có mật độ năng lượng cao.
Tuy có giá thành đắt hơn so với các loại pin khác trên thị trường nhưng pin Lithium-Ion lại có tuổi thọ cao, sạc nhanh, xả cao và trọng lượng nhẹ, không tốn chi phí bảo trì.
Các loại Pin Lithium-Ion hiện có trên thị trường bao gồm: LCO, LMO, NMC, NCA, Lithium Iron.
Một mẫu pin Lithium-Ion được sử dụng cho điện thoại di động (Nguồn: xedienxanh.net)
3.2. Pin Lithium Polymer
Pin Lithium Polymer (tên viết tắt là LI-PO) có tên đầy đủ là pin Lithium-Ion Polymer. Thay vì sử dụng chất điện phân dạng lỏng, pin Lithium-Polymer sử dụng một chất điện phân có dạng polymer khô giống như miếng pin nhựa mỏng. Miếng điện phân này được kẹp giữa cực âm và cực dương giúp pin trao đổi ion.
Nhờ những lớp phim mỏng xếp chồng lên nhau nên pin Lithium Polymer có thể dễ dàng thay đổi kiểu dáng, hình dạng tùy vào từng thiết bị. Đồng thời, pin Lithium Polymer có trọng lượng nhẹ hơn pin Lithium-Ion vì không có lớp vỏ cứng bọc bên ngoài.
Các mẫu pin Lithium-Polymer (Nguồn: xedienxanh.net)
4. Tuổi thọ của Pin lithium
Pin Lithium-Ion có tuổi thọ khoảng 2 đến 3 năm hoặc 300 – 500 chu kỳ sạc, phụ thuộc vào điều kiện nào đến trước.
Chu kỳ sạc được tính là thời gian dùng pin từ khi sạc đầy cho đến khi xả hết và được sạc đầy trở lại.
Tuổi thọ của pin Lithium khoảng 2 đến 3 năm hoặc 300 – 500 chu kỳ sạc (Nguồn: xedienxanh.net)
5. Pin Lithium đã được ứng dụng cho dòng xe nào tại VinFast
5.1. Xe máy điện VinFast Theon
Xe máy điện VinFast Theon sử dụng công nghệ pin Lithium hiện đại, giúp tiết kiệm tối đa chi phí nhiên liệu. Công ty sản xuất pin Lithium VinFast Thenon đã kết hợp công nghệ Cell Pin của Samsung và Park Pin của VinFast theo tiêu chuẩn châu Âu ECE R136.
Với công nghệ sản xuất pin Lithium tiên tiến, xe máy điện VinFast Theon có thể di chuyển quãng đường 101 km sau mỗi lần sạc đầy. Mỗi lần sạc từ 0 – 100% pin xe VinFast Theon mất khoảng 5.5 giờ.
Xe máy VinFast Theon sử dụng công nghệ sản xuất pin Lithium tiên tiến (Nguồn: xedienxanh.net)
5.2. Xe máy điện VinFast Ludo
Xe máy điện VinFast Ludo sử dụng công nghệ sản xuất pin Lithium-Ion chất lượng cao công suất 500W, dung lượng 22Ah do LG Chem sản xuất, khả năng chống nước vượt trội theo tiêu chuẩn IP57 giúp xe di chuyển an toàn trong điều kiện thời tiết như mưa lớn, ngập úng.
Xe máy điện VinFast Ludo sử dụng công nghệ sản xuất pin Lithium chất lượng cao (Nguồn: xedienxanh.net)
5.3. Xe máy điện VinFast Impes
Giống như VinFast Ludo, xe máy điện VinFast Impes cũng sử dụng công nghệ sản xuất pin Lithium-Ion có khả năng chống nước theo tiêu chuẩn IP57. Pin Lithium-Ion của VinFast Impes có công suất 1200W, dung lượng 22Ah.
Xe máy điện VinFast Impes sử dụng công nghệ sản xuất pin Lithium-Ion của LG Chem (Nguồn: xedienxanh.net)
5.4. Xe máy điện VinFast Klara S
Xe máy điện VinFast Klara S được trang bị 2 pin Lithium dung lượng 22Ah. Cả 2 pin đều được trang bị công nghệ chống nước vượt trội theo tiêu chuẩn IP57, giúp xe di chuyển an toàn ở độ sâu 0.5 mét trong vòng 30 phút. Xe VinFast Klara S có thể di chuyển quãng đường 120km với vận tốc 30km/h sau mỗi lần sạc đầy.
Xe máy điện VinFast Klara S được trang bị pin Lithium đạt tiêu chuẩn chống nước IP57 (Nguồn: xedienxanh.net)
5.5. Xe ô tô điện VinFast VF e34
Xe ô tô điện VinFast VF e34 sử dụng pin Lithium-Ion có dung lượng 42kWh. Xe có thể di chuyển quãng đường khoảng 285km sau mỗi lần sạc đầy.
Thời gian sạc đầy pin ở chế độ sạc thường của xe VinFast VF e34 là 8 giờ. Nếu sử dụng giải pháp sạc nhanh, xe có thể di chuyển quãng đường 180km sau 18 phút sạc.
Xe ô tô điện VinFast VF e34 sử dụng công nghệ sản xuất pin Lithium (Nguồn: xedienxanh.net)
Pin Lithium được ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày, từ pin điện thoại, máy tính bảng, laptop, máy ảnh, khoan, đồ chơi điện tử, đồ điện dân dụng. Với hiệu suất cao, tuổi thọ lâu dài, công nghệ sản xuất pin Lithium được nhiều hãng xe sản xuất xe điện săn đón và trở thành loại pin được ứng dụng phổ biến trong các đời xe thế hệ mới.
