Pin lithium là gì và chúng hoạt động như thế nào?

Pin lithium ion là gì, được làm từ chất liệu gì và có lợi ích gì so với các công nghệ lưu trữ pin khác?

Được đề xuất lần đầu tiên vào những năm 1970 và được Sony sản xuất thương mại vào năm 1991, pin lithium hiện được sử dụng trong điện thoại di động, máy bay và ô tô.Mặc dù có một số ưu điểm giúp chúng ngày càng thành công trong ngành năng lượng, nhưng pin lithium ion vẫn có một số nhược điểm và là chủ đề gây ra nhiều cuộc thảo luận.

Nhưng chính xác thì pin lithium là gì và chúng hoạt động như thế nào?

Pin lithium được làm bằng gì?

Pin lithium được hình thành từ bốn thành phần chính.Nó có cực âm, xác định dung lượng và điện áp của pin và là nguồn cung cấp các ion lithium.Cực dương cho phép dòng điện chạy qua mạch ngoài và khi pin được sạc, các ion lithium được lưu trữ trong cực dương.

Chất điện phân được tạo thành từ muối, dung môi và chất phụ gia, đóng vai trò là ống dẫn các ion lithium giữa cực âm và cực dương.Cuối cùng là dải phân cách, rào cản vật lý giữ cực âm và cực dương tách biệt.

Ưu và nhược điểm của pin lithium

Pin lithium có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với các loại pin khác.Chúng có thể có năng lượng lên tới 150 watt-giờ (WH) trên mỗi kg (kg), so với pin hydrua kim loại niken ở mức 60-70WH/kg và pin axit chì ở mức 25WH/kg.

Chúng cũng có tốc độ xả thấp hơn các loại khác, mất khoảng 5% điện tích trong một tháng so với pin niken-cadmium (NiMH) mất 20% trong một tháng.

Tuy nhiên, pin lithium cũng chứa chất điện phân dễ cháy có thể gây cháy pin ở quy mô nhỏ.Chính điều này đã gây ra vụ cháy điện thoại thông minh Samsung Note 7 khét tiếng, buộc Samsung phải ngừng sản xuất và chuyển sang sản xuất.mất 26 tỷ USD giá trị thị trường.Cần lưu ý rằng điều này chưa từng xảy ra với pin lithium quy mô lớn.

Pin lithium-ion cũng đắt hơn để sản xuất vì chúng có thể có giá gần Sản xuất nhiều hơn 40% so với pin niken-cadmium.

Đối thủ

Lithium-ion phải đối mặt với sự cạnh tranh từ một số công nghệ pin thay thế, hầu hết đều đang trong giai đoạn phát triển.Một giải pháp thay thế như vậy là pin chạy bằng nước mặn.

Đang được Aquion Energy phát triển, chúng được tạo thành từ nước mặn, oxit mangan và bông để tạo ra thứ gì đó được tạo ra bằng cách sử dụng 'vật liệu dồi dào, không độc hại và kỹ thuật sản xuất hiện đại, chi phí thấp'.Vì lý do này, chúng là loại pin duy nhất trên thế giới được chứng nhận nguyên khối.

Tương tự như công nghệ của Aquion, 'Pin xanh' của AquaBattery sử dụng hỗn hợp muối và nước ngọt chảy qua màng để lưu trữ năng lượng.Các loại pin tiềm năng khác bao gồm pin chạy bằng nước tiểu của Phòng thí nghiệm Robotics Bristol và pin lithium ion của Đại học California Riverside sử dụng cát thay vì than chì làm cực dương, dẫn đến pin mạnh hơn gấp ba lần so với tiêu chuẩn công nghiệp.